Взвесь в околоплодных водах что такое: Вопрос-ответ

Вернуться в Healio

Амниотический мешок — обзор

Исследование плаценты

Оболочки плода альпаки или ламы имеют диффузную эпителиохориальную микрокотиледонную плаценту, аналогичную таковой у лошади. Однако у альпаки или ламы амниотический мешок не полностью отделен от аллантоисной оболочки, и амниотический мешок и аллантохорион удаляются как одно целое.Кривая рождается покрытая четвертой мембраной (также называемой эпителием или эпидермальной мембраной ), что является уникальной характеристикой для этих видов. Считается, что эта мембрана обеспечивает скользкую поверхность для облегчения прохождения плода по родовым путям. Это также помогает сохранить новорожденного сухим.

Из плаценты следует опорожнить жидкость и взвесить. Нормальный вес плаценты обычно составляет от 9% до 12% от веса криа при рождении. Нормальный вес плаценты альпаки и ламы колеблется в пределах 0.От 6 до 1,6 кг [кг] и от 0,8 до 1,8 кг соответственно. В одном исследовании на 398 альпак средний вес плаценты составлял 876 ± 5,4 и 780 ± 32,3 грамма (г) для живых и мертвых криас, соответственно. ² Те же авторы сообщили о значительном увеличении веса плаценты в возрасте от 6 до 9 лет с последующим уменьшением через 10 лет. Однако эффективность плаценты была выше в возрасте 6 лет и 11 лет. Вес плаценты в Северной Америке значительно больше и колеблется от 0,8 до 2 кг.Это также отражает значительно более высокий вес при рождении, наблюдаемый у альпак в Северной Америке.

Плаценту следует выложить ровно и осмотреть поверхность хориона на целостность и наличие повреждений (некроз, воспаление или волдыри). Следует проверить кончики рогов, так как там могут отсутствовать мелкие детали (Рисунок 26-3). Один из способов осмотреть всю поверхность плаценты — наполнить ее водой. Наличие волнистой линии вдоль бифуркации является нормальным явлением (рис. 26-4).Кончик рога — это область слабого развития ворсинок хориона (рис. 26-5). Следует взять образцы из подозрительных участков и отправить их на гистопатологию, особенно если кривая обнаруживает признаки сепсиса или аноксии. Начало шейки матки, как правило, не очень хорошо разграничено по сравнению с таковым у лошадей из-за небольшой плотной шейки матки во время беременности у верблюдов. Это отчетливо видно в некоторых случаях после выполнения кесарева сечения до разрыва хориоаллантоисного мешка. На поверхности хориона могут быть участки скопления или отека.Сильно отечная и перегруженная плацента обычно является признаком продолжительных родов или дистоции. Обесцвечивание может быть вызвано воспалительным процессом, но важно отличать его от автолиза.

После осмотра поверхности хориона плаценту можно перевернуть, чтобы исследовать амнион. В отличие от лошади, амнион нельзя раздвинуть и исследовать отдельно, так как он плотно прилегает к хориоаллантоисному мешку (рис. 26-6). Небольшие (от 1 до 3 миллиметров [мм] в диаметре) выступающие участки можно заметить на амнионе и пуповине (рис. 26-7).Это нормальные амниотические бляшки, не имеющие функционального значения. Однако большие бляшки требуют дальнейшего гистопатологического исследования. Васкуляризация амниона у верблюдовых не так заметна, как у лошадей, но может присутствовать. На аллантоисной поверхности могут присутствовать одиночные или множественные аллантоисные пузырьки (рис. 26-8). Они могут иметь размер от нескольких миллиметров до 4 или 5 см.

Гиппоманы (также называемые аллантоисными камнями ) часто присутствуют в аллантоисной полости.Их может быть от 1 до 4, а размер — от нескольких миллиметров до 4 см. Они мягкие и приплюснутые, цвет варьируется от желто-коричневого до темно-коричневого. Гиппоманы состоят из липидов, клеточного мусора, дегенерированных клеток крови и минерализованного материала.

Следует внимательно осмотреть пуповину на предмет каких-либо отклонений. Наиболее частыми аномалиями пуповины являются фунизит, отек или аномальное расширение вен (рис. 26-9). Остатки желточного мешка — частая находка.

Клинические и фундаментальные научные данные

Curr Rev Musculoskelet Med.2020 Apr; 13 (2): 148–154.

Хейли П. Хаддлстон

¹ Отделение ортопедической хирургии, Отделение спортивной медицины, Медицинский университет Раш Center, 1611 W. Harrison St, Suite 300, Chicago, IL 60612 USA

Matthew R. Cohn

¹ Отделение ортопедической хирургии, Отдел спортивной медицины, Медицинский центр Университета Раш, 1611 W.Harrison St, Suite 300, Chicago, IL 60612 USA

Eric D. Haunschild

¹ Отделение ортопедической хирургии, Отдел спортивной медицины, Медицинский центр Университета Раш, 1611 W. Harrison St, Suite 300, Chicago, IL 60612 США

Стефани Э. Вонг

¹ Отделение ортопедической хирургии, Отделение спортивной медицины, Медицинский центр Университета Раш, 1611 W. Harrison St, Suite 300, Chicago, IL 60612 USA

Jack Farr

² Центр сохранения коленного сустава и восстановления хряща, ОртоИнди, Индианаполис, США

Адам Б.Янке

¹ Отделение ортопедической хирургии, Отделение спортивной медицины, Медицинский центр Университета Раш, 1611 W. Harrison St, Suite 300, Chicago, IL 60612 USA

¹ Отделение ортопедической хирургии, Отдел спортивной медицины, Медицинский центр Университета Раша, 1611 W. Harrison St, Suite 300, Chicago, IL 60612 USA

² Центр сохранения коленного сустава и восстановления хряща, ОртоИнди, Индианаполис, IN USA

Abstract

Цель обзора

Ортобиологические препараты, включая амниотические препараты, в последнее десятилетие вызывают повышенный интерес для лечения различных ортопедических состояний, включая остеоартрит. Однако использование биопрепаратов разнообразно и в настоящее время доступно при минимальном надзоре или регулировании. В этом обзоре будет оцениваться текущее состояние исследований, в которых используются амниотические продукты как in vitro, так и in vivo.

Недавние результаты

Производные амниотической ткани показали положительный эффект на животных моделях при различных состояниях. Клинические испытания ограничены с неоднозначными результатами, однако некоторые недавние исследования предлагают обоснование для продолжения исследований.

Резюме

Хотя амниотические продукты кажутся многообещающими в многочисленных исследованиях на животных, клинические испытания на людях все еще отсутствуют. Необходимы дальнейшие исследования, чтобы оценить, играют ли амниотические продукты роль в лечении остеоартрита и других ортопедических патологий.

Ключевые слова: Хрящ, Остеоартрит, Аллотрансплантат амниотической суспензии, Амниотическая мембрана, Амниотическая жидкость

Введение

Использование биопрепаратов для внутрисуставных инъекций в последнее десятилетие набирает обороты в качестве возможного дополнительного лечения множества ортопедические условия. Разнообразные биологические продукты были разработаны с целью изменения цитокинов и клеточной среды сустава. Продукты, полученные из околоплодных вод, включая амниотические мембраны и продукты из околоплодных вод, являются одним из подтипов ортобиологических препаратов, которые исследуются как потенциальный вариант лечения путем усиления воспаления суставов и заживления.Амниотические оболочки (AM) первоначально использовались для лечения кожных заболеваний, таких как ожоги, язвы и раны. Их использование было впервые описано в 1909 году, когда Davis et al. [1] сообщили об использовании AM в качестве биологической повязки при дефектах кожи. Использование AM эволюционировало с течением времени и включает в себя множество применений для сложной регенерации тканей. AM использовался для лечения различных офтальмологических состояний, таких как поражения поверхности роговицы, отслоения сетчатки, а также как средство для регенерации лимбальных стволовых клеток [2, 3].Пластические хирурги и специалисты по ранам используют AM для лечения острых и хронических ран, в то время как хирурги стопы и голеностопного сустава отметили ускоренное заживление язв диабетической стопы и других медленно заживающих ран при использовании AM [4–7].

Исследования продуктов амниотического происхождения для регенерации тканей в ортопедии расширились в последние годы, в том числе для лечения подошвенного фасциита, заживления связок и сухожилий, патологии позвоночника, восстановления хрящей и остеоартрита. По состоянию на 2018 год было восемь коммерчески доступных продуктов амниотической мембраны, которые были изучены для лечения заболеваний опорно-двигательного аппарата (таблица) [8].В этой главе мы исследуем роль амниотических продуктов в ортопедии, исходя из функции амниотической мембраны in vivo, посредством текущих клинических исследований с использованием этого ортобиологического лечения.

Таблица 1

Доступные в настоящее время продукты с амниотической мембраной

Анатомия и функции

Плацента состоит из множества элементов как плода, так и матери.Элементы плода включают амнион, хорион, околоплодные воды и пуповину; клетки этого происхождения были исследованы на предмет их потенциального использования в регенеративной медицине.

Пуповина начинает формироваться через 4 недели и является основным каналом, по которому кровь плода получает кислород и выводит побочные продукты через материнский кровоток. Амнион и хорион вместе образуют плаценту, которая покрывает околоплодные воды и плод. Хорион формируется из цитотрофобластов и синциотрофобластов.В течение второй недели развития плода, когда бластоциста начинает имплантироваться в эндометрий матери, внешние слои бластоцисты образуют цитотрофобласт (внутренний слой) и синциотрофобласты (внешний слой). Ворсинки хориона, которые являются основным местом газообмена внутри матки, образованы цитотрофобластами, которые входят в слой синциотрофобластов и образуют ветвистые структуры, а затем цитотрофобласты и, в конечном итоге, мезенхимальная ткань вторгаются и остаются во внутренней части.

Амнион представляет собой тонкую внутреннюю поверхность плодной оболочки, приблизительно 0,02–0,05 мм толщиной, вступает в прямой контакт с околоплодными водами [2]. Он бессосудистый, аневральный и лимфатический, и получает питательные вещества путем диффузии. Он состоит из трех гистологических слоев, образованных из слоя трофобласта — эпителиального слоя, толстой базальной мембраны и бессосудистой мезенхимальной ткани — и состоит из двух типов клеток: амниотических эпителиальных клеток (АЭК) и амниотических мононуклеарных мезенхимальных клеток (рис.). Бессосудистый слой прилегает к хорионическому слою и может быть далее подразделен на три компонента: компактный слой, средний слой фибробластов и губчатый слой. Слой фибробластов содержит коллаген типа I, типа III, типа V и типа VI, что увеличивает механическую силу, которую этот слой может выдержать. Самый внешний губчатый слой назван так из-за его характерного губчатого вида на гистологии и из-за высокой концентрации протеогликанов и гликопротеинов. Средний слой амниотической мембраны — это базальная мембрана, которая служит барьером для камеры околоплодных вод.Его большая толщина и высокая концентрация коллагена типа IV, V и VII вместе с фибронектином и ламинином позволяют ему выполнять эту функцию. Внутренний аспект — это эпителиальный слой, который состоит из одноклеточного слоя кубовидных клеток с микроворсинками. Эти клетки участвуют в транспорте клеток и метаболически активны.

Структура амниотической мембраны

Функции амниотической мембраны включают обеспечение прочной мембраны для физической защиты плода, регулирование pH амниотической жидкости и секретирование различных клеточных сигнальных и биоактивных молекул.Функции этих молекул варьируются от противомикробного до противовоспалительного действия. Эти молекулы включают основной фактор роста фибробластов (bFGF), эпидермальный фактор роста (EGF), гиалуроновую кислоту (HA), интерлейкины (IL-1 и IL-10), бета-дефенсины, трансформирующий фактор роста B (TGF-beta), элафин. , человеческий лейкоцитарный антиген-G (HLA-G), матриксные металлопротеиназы (MMP), тканевые ингибиторы металлопротеиназ (TIMP) и тромбоцитарный фактор роста (PDGF) [9, 10]. Кроме того, амниотические ткани содержат противовоспалительные факторы, такие как антагонисты рецепторов IL-1 и IL-10, и регуляторы катаболических ферментов, такие как TIMP 1, 2, 3 и 4.Кроме того, было показано, что AM является мощным подавляющим регулятором передачи сигналов трансформирующего фактора роста бета (TGF-ß), который стимулирует рекрутирование фибробластов и макрофагов и стимулирует выработку коллагена [11].

Сбор и хранение

Амниотическая мембрана получена от доноров, перенесших неосложненное плановое кесарево сечение, поскольку это асептическая процедура по сравнению с вагинальными родами. После сбора амниотическая оболочка хранится в асептических условиях.Затем его промывают антибиотиками и противогрибковыми средствами. Его разделяют и затем хранят в виде криоконсервированной амниотической мембраны человека (CHAM) или в виде сухой амниотической мембраны человека (DHAM) [2]. Различия в приготовлении позволяют хранить DHAM при комнатной температуре, тогда как CHAM следует хранить при -80 ° C. Оба эти метода показали свою применимость в исследованиях, посвященных использованию амниотической мембраны в офтальмологических процедурах [12]. Кроме того, есть доступный продукт, который не подвергается обезвоживанию или замораживанию (хранится при температуре от 1 до 10 ° C), теоретически обеспечивающий те же преимущества, что и AM in vivo.

In vitro Investigations

AM был изучен как биологический каркас и как источник амниотических мезенхимальных стволовых клеток для регенерации хряща в ряде фундаментальных научных исследований и на моделях на животных [13 •]. В недавнем исследовании сравнивалась способность амниотических и жировых мезенхимальных стромальных клеток подвергаться хондрогенной и остеогенной дифференцировке в клеточных культурах и продуцировать хрящевой или минерализованный матрикс. Тополюк и др. [13 •] показали, что амнион человека содержит амниотические эпителиальные клетки и амниотические мезенхимальные стромальные клетки, которые приводят к большей экспрессии гена коллагена типа II и большему производству хрящевого внеклеточного матрикса, чем жировые мезенхимальные стромальные клетки.

Исследования хрящей и костей

Применение AM в инъекционной форме было протестировано в доклинических испытаниях на нескольких различных моделях животных. В предварительных исследованиях этот новый вид лечения показал многообещающие возможности для заживления связанных со спортом травм сухожилий, связок, мягких тканей, костей и хрящей. Wei et al. [14] обнаружили, что амниотические мезенхимные клетки человека с коллагеновым каркасом, помещенные в дефекты суставного хряща крысы, претерпевали морфологические изменения и приводили к отложению коллагена типа II после индукции хондрогенеза с помощью BMP-2.В другой модели на крысах Nogami et al. [15] изучали использование нового каркаса на основе внеклеточного матрикса (ЕСМ), полученного из амниотических мезенхимальных клеток, покрытого сополимерно-гликолевой кислотой (PLGA), для облегчения восстановления хряща. Каркасы ECM-PLGA помещали в костно-хрящевые дефекты в трохлеарной борозде коленей крысы и исследовали гистологически. Авторы обнаружили, что пациенты, получавшие этот каркас, продемонстрировали повышенную экспрессию мРНК коллагена II типа и индуцировали постепенную регенерацию тканей, что привело к лучшему восстановлению гиалинового хряща по сравнению с контролем.

На кроличьей модели дефектов медиального сустава бедра исследователи обнаружили, что применение бесклеточной амниотической мембраны человека для устранения дефектов значительно улучшило гистологическую градацию по сравнению с контролем, которая включала измерения хряща, целостности поверхности и анализ типов клеток [16 •] . В другом исследовании на модели кролика авторы использовали бесклеточный AM человека для нагрузки мезенхимальных стволовых клеток костного мозга (BM-MSC) на очаговые дефекты суставного хряща мыщелка бедренной кости диаметром 4 мм [17].Эту группу сравнивали с дефектами суставного хряща, обработанными только AM, и контрольной группой. Через 8 и 12 недель после операции гистологическое исследование кроликов, получавших BM-MSC + AM, содержало плотные хрящеподобные клетки, которые имели положительную окраску на коллаген типа II, которые не присутствовали в контроле или у кроликов, получавших только AM. Это предполагает необходимость дальнейших исследований по объединению различных ортобиологических препаратов для получения максимальной клинической пользы.

Недавно Tang et al. [18] исследовали влияние бесклеточной амниотической мембраны человека на костную регенерацию дефектов бедренной кости с использованием модели крыс Sprague-Dawley.Человеческие амниотические оболочки собирали и обрабатывали во время родов. Затем их вводили в стромальные клетки костного мозга (BMSC), с последующим анализом, демонстрирующим значительную пролиферацию и остеогенную дифференцировку BMSC. Были созданы двусторонние дефекты бедренной кости, при этом один дефект был покрыт амниотической оболочкой, а другой оставался открытым. Образцы собирали через 15 и 30 дней для гистологического анализа и ПЦР. Они обнаружили, что дефекты увеличения амниотической мембраны значительно улучшили регенерацию кости с ассоциированной активацией экспрессии гена CXC Chemokine Receptor 4 (CXCR-4), моноцитарного хемоаттрактантного белка-1 (MCP-1) и катепсина K (CatK), все это индуцировало рекрутирование клеток и ремоделирование костей.

Отсутствуют клинические испытания, изучающие влияние продуктов амниотического происхождения на пациентов с дефектами суставного хряща. В единственном идентифицированном исследовании на людях Андерсон и Суэйзи изучали использование амниотического аллотрансплантата человека во время артроскопии голеностопного сустава и микропереломов у пациентов с рассекающим остеохондритом таранной кости размером менее 2 см ² [19]. В исследование был включен 101 пациент, 54 из которых перенесли аугментацию суспензионным аллотрансплантатом AM на основании предпочтений хирурга; пациенты не были скрыты от своего лечения.Они обнаружили, что по сравнению с контрольной группой у тех, кто лечился AM, наблюдалось большее улучшение показателей боли по ВАШ через 24 месяца по сравнению с контрольной группой. Кроме того, оценки Американского колледжа хирургов стопы и голеностопного сустава (ACFAS) были выше в группе трансплантатов через 3 месяца ( p <0,001), 12 месяцев ( p <0,001) и 24 месяца ( p < 0,001) послеоперационный.

Исследования остеоартрита

Остеоартрит (ОА) возникает в результате постепенной механической дегенерации суставного хряща и является основной причиной хронической инвалидности в США [20–22].Повышенные концентрации некоторых цитокинов синовиальной жидкости и их проводящих путей, включая IL-1α, IL-1β, IL-18, TNF-α и комплемент, были связаны с ухудшением тяжести ОА [23, 24]. Эти цитокины и простагландины играют важную роль, поскольку они увеличивают продукцию матриксных металлопротеиназ хондроцитами, которые способствуют процессу ремоделирования и способствуют деградации хряща. По мере того, как наше понимание патофизиологии ОА расширяется, растет интерес к терапевтическому использованию AM из-за его клеточных свойств.AM содержит множество противовоспалительных и антифибротических соединений, таких как антагонист рецептора интерлейкина 1 (IL-1RA) и IL-10, которые могут препятствовать прогрессированию и подавлять образование воспаления, ослабляя дегенерацию суставного хряща. Кроме того, AM способствует экспрессии ТИМП, ингибитора матриксной металлопротеиназы [11]. Матричные металлопротеазы представляют собой подтип эндопротеаз, которые разрушают различные субстраты, такие как протеогликаны и коллагены. Ингибирование этого пути с помощью ТИМП может предотвратить деградацию хряща.Благодаря всем этим свойствам AM может стать вариантом лечения остеоартрита.

Willett и его коллеги исследовали использование инъекционной формы обезвоженной амниотической / хорионической мембраны человека (dHACM) для лечения ОА у крыс [25]. Композицию получают путем девитализации и обезвоживания донорской плацентарной ткани, которая сохраняет эпителиальный и хорионный слои, а также тромбоцитарный фактор роста, фактор роста фибробластов, TGF-β и TIMP. Крысам выполняли рассечение медиального мениска для индукции ОА и после операции вводили dHACM или физиологический раствор.На 21 день не было различий в уровнях синовиальных цитокинов, и большинство исследованных цитокинов были ниже предела обнаружения. Однако равновесное разделение ионного контрастного вещества микро-КТ (EPIC-μCT), подтвержденного метода оценки дегенерации хряща, продемонстрировало, что пациенты, получавшие dHACM, показали более низкое ослабление хряща, что указывает на более высокое содержание протеогликана на медиальном плато большеберцовой кости по сравнению с контрольной группой. . В контроле также наблюдалось статистически значимое увеличение количества эрозий хряща (в среднем 2.8 ± 0,2) и высыпаний (2,4 ± 0,4) по сравнению с опытной группой (1,2 ± 0,37 эрозии, без высыпаний). Авторы пришли к выводу, что внутрисуставная инъекция dHACM может иметь терапевтический эффект на развитие ОА.

В другом исследовании на крысах с ОА, индуцированным через рассечение медиального мениска, авторы оценили, может ли внутрисуставная инъекция частиц амниотической мембраны и матрикса пуповины (AM / UC) замедлить прогрессирование ОА [26]. Через две недели после менискэктомии крысы получали инъекцию 50 мкг / мкл AM / UC, инъекцию 100 мкг / мкл AM / UC или инъекцию физиологического раствора.EPIC-μCT через 1 неделю показал общее ослабление разрушения хряща и увеличение объема и толщины хряща в обеих группах, получавших AM / UC, по сравнению с группой, получавшей физиологический раствор. Эта разница сохранялась только для группы с более высокими дозами AM / UC через 4 недели. Кроме того, гистологический анализ с использованием гистологических оценок Международного общества исследования остеоартрита (OARSI) продемонстрировал аналогичные результаты. Баллы OARSI через 1 неделю показали значительно меньшую дегенерацию хряща, кальцинированный хрящ и повреждение субхондральной кости для обеих введенных доз AM / UC по сравнению с контролем, тогда как только группа, получавшая более высокую дозу, показала значительные различия через 4 недели.

В недавнем исследовании на кроликах изучалось использование внутрисуставных инъекций липофилизированного AM для лечения ОА [27 •]. ОА был индуцирован инъекцией коллагеназы, и после того, как ОА был установлен, субъектам вводили состав AM в одно колено и физиологический раствор в противоположное колено. Значительные различия были отмечены через 3 и 6 недель, поскольку у тех, кому вводили липофилизированный AM, наблюдались кластеры клеток без нарушения целостности суставного хряща, в то время как в контрольных коленях наблюдались более выраженные фибрилляции, эрозии, трещины и меньшее окрашивание матрикса на основе подтвержденных оценок для морфологического и гистологического анализа. .Неопубликованные данные лечения аллотрансплантатом амниотической суспензии (ASA) на модели ОА у крыс (лечение йодацетатом натрия [MIA]) показали, что лечение ASA в течение 7 дней привело к улучшению болевых порогов и уменьшению отека и отвращения к весу по сравнению с физиологическим раствором и триамцинолон для инъекций. Кроме того, у группы, получавшей инъекцию ASA, были повышенные уровни IL-10 по сравнению с контрольной группой.

Опубликованы только два исследования на людях по использованию амниотических мембран для лечения остеоартрита.Они были выполнены с использованием криогенно-консервированного аллотрансплантата человеческой амниотической суспензии, содержащего человеческую амниотическую мембрану и клетки, полученные из амниотической жидкости человека [28]. Первое открытое проспективное пилотное исследование осуществимости было выполнено на шести пациентах с ОА коленного сустава 3 и 4 степени по Келлгрену-Лоуренсу с периодом наблюдения в течение 1 года. Авторы отметили отсутствие реакций в месте инъекции и никаких значительных изменений лейкоцитов в сыворотке, гематокрита, тромбоцитов, скорости оседания эритроцитов или С-реактивного белка.Через 1 год наблюдения наблюдалось среднее увеличение показателей исходов, о которых сообщали пациенты, включая оценку исходов травм коленного сустава и остеоартрита (KOOS) (с 43,4 до 70,2), шкалу Международного комитета по документации коленного сустава (IKDC) (с 41,7 до 63,4), и единая оценка числовой оценки (SANE) балл (от 51,3 до 85,8). Однако статистический анализ не проводился из-за ограниченного размера выборки, группы сравнения не было, а период наблюдения был ограничен 1 годом. Следовательно, из этих показателей результатов нельзя сделать никаких значимых выводов.

Второе исследование на людях было рандомизированным контрольным исследованием с 200 пациентами с остеоартритом 2–3 степени по KL, которые были рандомизированы на солевой раствор ( n = 68), гиалуроновую кислоту (HA ( n = 64)) или ASA. ) ( n = 68) инъекций. Показатели исхода, включая результаты, сообщаемые пациентами, и неприемлемые уровни боли оценивались через 3 и 6 месяцев после инъекции. Что касается показателей результатов, сообщаемых пациентами, у тех, кто получил инъекцию ASA, были значительно большие отклонения по шкале ВАШ, подшкале боли KOOS и подшкале повседневной жизни по шкале KOOS по сравнению с HA через 3 месяца и HA и физиологическим раствором через 6 месяцев.Кроме того, через 3 месяца у тех, кто получил инъекцию ASA, уровень неприемлемой боли был ниже (13,2%) по сравнению с HA (68,8%) и физиологическим раствором (75%). Это рандомизированное контрольное исследование предполагает, что ASA может быть полезным при безоперационном лечении остеоартрита. В будущем необходимы дополнительные рандомизированные исследования для дальнейшего понимания клинического использования амниотической ткани при ОА [29 ••].

Исследования травм сухожилий и тендинопатии

В нескольких исследованиях изучалось использование амниотических мембран в качестве вспомогательного средства при восстановлении сухожилий.В модели восстановления ахиллова сухожилия на крысах увеличение восстановления с помощью DHAM показало 0% повторного разрыва через 28 дней по сравнению с 20% в контроле. Те, к которым добавлялся DHAM, показали повышенную миграцию клеток к участкам восстановления и улучшенную организацию волокон сухожилий [30]. Demirkan et al. [31] сравнивали адгезию сухожилий на модели курицы, имитирующей повреждение сухожилия сгибателя зоны II. Восстановление после этих травм часто осложняется перитендинными спайками, которые приводят к ограниченному скольжению сухожилий и ограниченному диапазону движений.Они обнаружили, что нанесение амниотической мембраны на участки восстановления предотвращает адгезию сухожилий к окружающим тканям через 12 недель по сравнению с удалением и восстановлением только оболочки. Точно так же AM уменьшала тяжесть образования перитэндонической адгезии макроскопически и гистологически и приводила к большему активному и пассивному диапазону движений в аналогичной модели цыпленка [32]. Эти различия были более выражены при добавлении гиалуроновой кислоты для защиты от разрушения AM.

Используя модель крыс Sprague-Dawley, Kueckelhaus et al.[23] исследовали эффективность раствора клеточных цитокинов амниона (ACCS), полученного из мультипотентных клеток-предшественников амниона плаценты в геле карбоксиметилцеллюлозы (КМЦ) при заживлении разрывов ахиллова сухожилия. Сухожилия были разорваны и восстановлены в контрольной группе с использованием только шва Кесслера или в экспериментальной группе с ACCS при восстановлении швов Кесслера с усилением CMC. Механический и иммуногистохимический анализ проводился на сухожилиях, взятых через 1, 2, 4, 6 и 8 недель после операции.Они обнаружили, что в первые 2 и 4 недели усиленный ремонт имел более высокий предел прочности на разрыв, предел прочности на разрыв и предел текучести, что свидетельствует о положительном влиянии ACCS на раннее заживление. Однако через 8 недель после ремонта в контрольных группах значительно улучшилась прочность на растяжение и нагрузка до отказа по сравнению с группой, получавшей ACCS, что ставит под сомнение долгосрочные преимущества ACCS в увеличении CMC.

В 2013 году Lange-Consiglio et al. [24, 33] использовали модель лошади в двух испытаниях для оценки эффективности увеличения мезенхимальных стволовых клеток (AMSC), полученных из амниотической мембраны лошади, при повреждениях сухожилий и связок лошади.В первом испытании сравнивали эффективность инъекций AMSC под контролем УЗИ с BM-MSC во время травмы и наблюдали за лошадьми клинически в течение 2 лет. Они обнаружили, что по сравнению с BM-MSC травмы, обработанные AMSC, имели значительно меньшую частоту повторных травм (4% против 23%) и более быстрое возвращение к активности через 4–5 месяцев против 4–12 месяцев). В последующем исследовании они снова выявили улучшение показателей повторных травм и возвращение к активности без побочных эффектов, что свидетельствует об эффективности AMSC при лечении повреждений сухожилий и связок.

В пилотном исследовании десяти пациентов с различными травмами нижних конечностей (включая тендинит задней большеберцовой кости, тендинит малоберцовой кости, тендинит передней большеберцовой кости, травмы разгибателей стопы и подошвенной мускулатуры, а также тендинит ахиллова сухожилия) Lullove et al. [34] протестировали имеющийся в продаже аллотрансплантат текучего тканевого матрикса, полученный из соединительной ткани плаценты человека (PX50, Human Regenerative Technologies), на серии случаев из 10 пациентов. Примечательно, что это расследование не включало подробного описания состава продукта.Результаты продемонстрировали преимущество PX50: восемь из десяти участников сообщили об отсутствии боли по визуальной аналоговой шкале через 4 недели после инъекции, а все пациенты сообщили об отсутствии боли через 5 недель. Эти результаты ограничены небольшим количеством пациентов от одного врача, неоднородностью патологии и отсутствием контрольной группы, проходящей стандартное лечение для сравнения.

Также изучалось влияние продуктов, полученных из околоплодных вод, на другие сухожилия. Недавнее контролируемое многоцентровое исследование исходов сухожилий сгибателей зоны II у людей было проведено с использованием амниотической мембраны в качестве биологического барьера для охвата сухожилий сгибателей после первичной репарации [35].Результаты показали значительное увеличение проксимального межфалангового (PIP) и дистального межфалангового (DIP) диапазона движений и повышение показателей функциональных баллов «от отличного до хорошего» в группе AM по сравнению с контролем ( p <0,01) со средним значением 140,8 ° по сравнению с 123 ° и 84% против 43% на основе классификации Стрикленда и Глоговаца. Также были более высокие показатели общих осложнений в контрольной группе ( p = 0,007), которые включали повторный разрыв, эритему, зуд и экссудат, что привело авторов к выводу, что AM является безопасным и эффективным рассасывающимся материалом, который снижает образование адгезии.

Исследования подошвенного фасциита

Есть несколько клинических испытаний, изучающих влияние продуктов амниотического происхождения на лечение подошвенного фасцита. Хансельман и его коллеги провели рандомизированное контролируемое двойное слепое пилотное исследование по сравнению криоконсервированной амниотической мембраны человека (c-hAM) с инъекцией кортикостероидов для лечения подошвенного фасциита [36]. Пациенты получали инъекцию в начале и предлагали повторную инъекцию того же препарата при их первом 6-недельном наблюдении.Двадцать три пациента находились под наблюдением в течение 18 недель, которое включало шкалу боли по ВАШ и опросник состояния здоровья стопы (FHSQ), проверенный инструмент, который оценивает боль и функцию стопы, физическую активность и общее состояние здоровья. Они не обнаружили значительных различий между группами у пациентов, получавших одну инъекцию, а у пациентов, получивших 2 инъекции, наблюдалось большее улучшение показателей боли в стопе по шкале FHSQ у пациентов, получавших c-hAM, по сравнению с контрольной группой (66,3 против 32,5, соответственно; p = 0.011). Однако группа кортикостероидов показала значительно лучшую посадку обуви ( p = 0,024) и общее состояние здоровья ( p = 0,013) через 6 недель и лучшее субъективное улучшение через 12 недель ( p = 0,041) по сравнению с c-hAM.

В другом проспективном рандомизированном клиническом исследовании 45 пациентов авторы сравнили инъекции физиологического раствора (контроль) с инъекциями 0,5 и 1,25 куб. См mDHACM при подошвенном фасциите [37]. Через 8 недель наблюдения по шкале Американского общества ортопедов стопы и голеностопного сустава (AOFAS) показатели задней части стопы увеличились для тех, кто получал mDHACM (среднее улучшение по шкале AOFAS Hindfoot на 12.9 ± 16,9 балла для контроля по сравнению с 51,6 ± 10,1 и 53,3 ± 9,4 для 0,5 см и 1,25 см мДГАКМ, соответственно, оба p <0,001). Размеры выборки и последующее наблюдение за этими исследованиями ограничены, и результаты следует интерпретировать с осторожностью. Однако ни в одном из исследований не было замечено никаких неблагоприятных исходов, и они представляют ранние доказательства того, что продукты, полученные из околоплодных вод, могут быть полезными при лечении этого сложного состояния.

Заключение

Амниотические продукты были хорошо изучены для различных условий на животных моделях, и многие из этих исследований продемонстрировали превосходные лечебные и регенеративные эффекты.Учитывая различия в составе и содержании продуктов, полученных из околоплодных вод, очень важно понимать и сообщать об этих особенностях в исследованиях на животных и клинических испытаниях. Однако клинические испытания остаются крайне ограниченными как для лечения остеоартрита, так и для других ортопедических патологий. Дальнейшие исследования, включая крупные рандомизированные клинические испытания, необходимы для подтверждения предварительных результатов на животных моделях.

Соблюдение этических стандартов

Хейли П. Хаддлстон, Мэтью Кон, Эрик Хауншильд и Стефани Э.Вонг заявляет об отсутствии конфликта интересов.

Джек Фарр сообщает о поддержке исследований со стороны Active Implants, Arthrex, Inc., Episurf, Fidia Pharma, JRF Ortho, Moximed, Inc., Novartis, Inc., Organogenesis, Samumed, Vericel и ZimmerBiomet; оплачиваемый консультант Aesculap / B.Braun, Arthrex, Inc., Cartiheal, Cook Biotech, Inc., Exactech, Moximed, Inc., Organogenesis, Regentis, Samumed, Inc., Vericel и ZKR Orthopaedics, Inc.; роялти от Arthrex, Inc., Biopoly, LLC, Organogenesis, Springer и Thieme Medical Publishers, Inc.; акции / опционы на акции MedShape, Inc. и Ortho Regenerative Tech, Inc.; и назначения редакционной коллегии Американского журнала ортопедии и хрящей помимо представленных работ.

Адам Б. Янке сообщает о поддержке исследований со стороны компаний Arthrex, Inc., Organogenesis и Vericel; и оплачиваемый консультант JRF Ortho, Olympus, Patient IQ, Smith & Nephew и Sparta Biomedical.

Все описанные исследования / эксперименты с участием людей или животных, выполненные авторами, были ранее опубликованы и соответствовали всем применимым этическим стандартам (включая Хельсинкскую декларацию и поправки к ней, стандарты институционального / национального исследовательского комитета, и международные / национальные / институциональные руководящие принципы).

Сноски

Эта статья является частью тематического сборника по стволовым клеткам в ортопедической хирургии

Примечание издателя

Springer Nature сохраняет нейтралитет в отношении юрисдикционных претензий в опубликованных картах и ​​филиалах организаций.

Ссылки

Недавно опубликованные статьи, представляющие особый интерес, были отмечены как: • Важные • Важные

29. •• Фарр Дж., Гомолл А.Х., Янке А.Б., Штраус Э.Дж., Моури К.С., Исследовательская группа ASA. Рандомизированное контролируемое простое слепое исследование, демонстрирующее превосходство инъекции аллотрансплантата амниотической суспензии над контролем гиалуроновой кислоты и физиологического раствора для модификации симптомов остеоартрита коленного сустава. J хирургия коленного сустава. 2019. 10.1055 / s-0039-1696672 В этом одинарном слепом рандомизированном контрольном исследовании изучалось влияние инъекций амниотической суспензии у пациентов с остеоартритом коленного сустава и было обнаружено, что пациенты, которые прошли это лечение, значительно улучшили результаты лечения и боль по сравнению с теми, кто перенесла инъекцию физиологического раствора или гиалуроновой кислоты.

клинических и фундаментальных научных данных

Curr Rev Musculoskelet Med. 2020 Apr; 13 (2): 148–154.

Хейли П.Huddleston

¹ Отделение ортопедической хирургии, Отделение спортивной медицины, Медицинский центр Университета Раш, 1611 W. Harrison St, Suite 300, Chicago, IL 60612 USA

Мэтью Р. Кон

¹ Отделение ортопедической хирургии , Отделение спортивной медицины, Медицинский центр Университета Раша, 1611 W. Harrison St, Suite 300, Chicago, IL 60612 USA

Eric D. Haunschild

¹ Отделение ортопедической хирургии, Отделение спортивной медицины, Медицинский центр Университета Раш , 1611 Вт.Harrison St, Suite 300, Chicago, IL 60612 USA

Stephanie E. Wong

¹ Отделение ортопедической хирургии, отделение спортивной медицины, Медицинский центр Университета Раш, 1611 W. Harrison St, Suite 300, Chicago, IL 60612 США

Джек Фарр

² Центр сохранения коленного сустава и восстановления хряща, ОртоИнди, Индианаполис, IN США

Адам Б. Янке

¹ Отделение ортопедической хирургии, Отдел спортивной медицины, Медицинский центр Университета Раш, 1611 W.Harrison St, Suite 300, Chicago, IL 60612 USA

¹ Отделение ортопедической хирургии, Отдел спортивной медицины, Медицинский центр Университета Раш, 1611 W. Harrison St, Suite 300, Chicago, IL 60612 USA

² Центр сохранения коленного сустава и восстановления хряща, ОртоИнди, Индианаполис, США

Abstract

Цель обзора

Ортобиологические препараты, включая амниотические препараты, в последнее десятилетие вызывают повышенный интерес для лечения различных ортопедических состояний, включая остеоартрит. Однако использование биопрепаратов разнообразно и в настоящее время доступно при минимальном надзоре или регулировании. В этом обзоре будет оцениваться текущее состояние исследований, в которых используются амниотические продукты как in vitro, так и in vivo.

Недавние результаты

Производные амниотической ткани показали положительный эффект на животных моделях при различных состояниях.Клинические испытания ограничены с неоднозначными результатами, однако некоторые недавние исследования предлагают обоснование для продолжения исследований.

Резюме

Хотя амниотические продукты кажутся многообещающими в многочисленных исследованиях на животных, клинические испытания на людях все еще отсутствуют. Необходимы дальнейшие исследования, чтобы оценить, играют ли амниотические продукты роль в лечении остеоартрита и других ортопедических патологий.

Ключевые слова: Хрящ, Остеоартрит, Аллотрансплантат амниотической суспензии, Амниотическая мембрана, Амниотическая жидкость

Введение

Использование биопрепаратов для внутрисуставных инъекций в последнее десятилетие набирает обороты в качестве возможного дополнительного лечения множества ортопедические условия.Разнообразные биологические продукты были разработаны с целью изменения цитокинов и клеточной среды сустава. Продукты, полученные из околоплодных вод, включая амниотические мембраны и продукты из околоплодных вод, являются одним из подтипов ортобиологических препаратов, которые исследуются как потенциальный вариант лечения путем усиления воспаления суставов и заживления. Амниотические оболочки (AM) первоначально использовались для лечения кожных заболеваний, таких как ожоги, язвы и раны. Их использование было впервые описано в 1909 году, когда Davis et al.[1] сообщили об использовании AM в качестве биологической повязки при дефектах кожи. Использование AM эволюционировало с течением времени и включает в себя множество применений для сложной регенерации тканей. AM использовался для лечения различных офтальмологических состояний, таких как поражения поверхности роговицы, отслоения сетчатки, а также как средство для регенерации лимбальных стволовых клеток [2, 3]. Пластические хирурги и специалисты по ранам используют AM для лечения острых и хронических ран, в то время как хирурги стопы и голеностопного сустава отметили ускоренное заживление язв диабетической стопы и других медленно заживающих ран при использовании AM [4–7].

Исследования продуктов амниотического происхождения для регенерации тканей в ортопедии расширились в последние годы, в том числе для лечения подошвенного фасциита, заживления связок и сухожилий, патологии позвоночника, восстановления хрящей и остеоартрита. По состоянию на 2018 год было восемь коммерчески доступных продуктов амниотической мембраны, которые были изучены для лечения заболеваний опорно-двигательного аппарата (таблица) [8]. В этой главе мы исследуем роль амниотических продуктов в ортопедии, исходя из функции амниотической мембраны in vivo, посредством текущих клинических исследований с использованием этого ортобиологического лечения.

Таблица 1

Доступные в настоящее время продукты с амниотической мембраной

Анатомия и функции

Плацента состоит из множества элементов как плода, так и матери.Элементы плода включают амнион, хорион, околоплодные воды и пуповину; клетки этого происхождения были исследованы на предмет их потенциального использования в регенеративной медицине.

Пуповина начинает формироваться через 4 недели и является основным каналом, по которому кровь плода получает кислород и выводит побочные продукты через материнский кровоток. Амнион и хорион вместе образуют плаценту, которая покрывает околоплодные воды и плод. Хорион формируется из цитотрофобластов и синциотрофобластов.В течение второй недели развития плода, когда бластоциста начинает имплантироваться в эндометрий матери, внешние слои бластоцисты образуют цитотрофобласт (внутренний слой) и синциотрофобласты (внешний слой). Ворсинки хориона, которые являются основным местом газообмена внутри матки, образованы цитотрофобластами, которые входят в слой синциотрофобластов и образуют ветвистые структуры, а затем цитотрофобласты и, в конечном итоге, мезенхимальная ткань вторгаются и остаются во внутренней части.

Амнион представляет собой тонкую внутреннюю поверхность плодной оболочки, приблизительно 0,02–0,05 мм толщиной, вступает в прямой контакт с околоплодными водами [2]. Он бессосудистый, аневральный и лимфатический, и получает питательные вещества путем диффузии. Он состоит из трех гистологических слоев, образованных из слоя трофобласта — эпителиального слоя, толстой базальной мембраны и бессосудистой мезенхимальной ткани — и состоит из двух типов клеток: амниотических эпителиальных клеток (АЭК) и амниотических мононуклеарных мезенхимальных клеток (рис.). Бессосудистый слой прилегает к хорионическому слою и может быть далее подразделен на три компонента: компактный слой, средний слой фибробластов и губчатый слой. Слой фибробластов содержит коллаген типа I, типа III, типа V и типа VI, что увеличивает механическую силу, которую этот слой может выдержать. Самый внешний губчатый слой назван так из-за его характерного губчатого вида на гистологии и из-за высокой концентрации протеогликанов и гликопротеинов. Средний слой амниотической мембраны — это базальная мембрана, которая служит барьером для камеры околоплодных вод.Его большая толщина и высокая концентрация коллагена типа IV, V и VII вместе с фибронектином и ламинином позволяют ему выполнять эту функцию. Внутренний аспект — это эпителиальный слой, который состоит из одноклеточного слоя кубовидных клеток с микроворсинками. Эти клетки участвуют в транспорте клеток и метаболически активны.

Структура амниотической мембраны

Функции амниотической мембраны включают обеспечение прочной мембраны для физической защиты плода, регулирование pH амниотической жидкости и секретирование различных клеточных сигнальных и биоактивных молекул.Функции этих молекул варьируются от противомикробного до противовоспалительного действия. Эти молекулы включают основной фактор роста фибробластов (bFGF), эпидермальный фактор роста (EGF), гиалуроновую кислоту (HA), интерлейкины (IL-1 и IL-10), бета-дефенсины, трансформирующий фактор роста B (TGF-beta), элафин. , человеческий лейкоцитарный антиген-G (HLA-G), матриксные металлопротеиназы (MMP), тканевые ингибиторы металлопротеиназ (TIMP) и тромбоцитарный фактор роста (PDGF) [9, 10]. Кроме того, амниотические ткани содержат противовоспалительные факторы, такие как антагонисты рецепторов IL-1 и IL-10, и регуляторы катаболических ферментов, такие как TIMP 1, 2, 3 и 4.Кроме того, было показано, что AM является мощным подавляющим регулятором передачи сигналов трансформирующего фактора роста бета (TGF-ß), который стимулирует рекрутирование фибробластов и макрофагов и стимулирует выработку коллагена [11].

Сбор и хранение

Амниотическая мембрана получена от доноров, перенесших неосложненное плановое кесарево сечение, поскольку это асептическая процедура по сравнению с вагинальными родами. После сбора амниотическая оболочка хранится в асептических условиях.Затем его промывают антибиотиками и противогрибковыми средствами. Его разделяют и затем хранят в виде криоконсервированной амниотической мембраны человека (CHAM) или в виде сухой амниотической мембраны человека (DHAM) [2]. Различия в приготовлении позволяют хранить DHAM при комнатной температуре, тогда как CHAM следует хранить при -80 ° C. Оба эти метода показали свою применимость в исследованиях, посвященных использованию амниотической мембраны в офтальмологических процедурах [12]. Кроме того, есть доступный продукт, который не подвергается обезвоживанию или замораживанию (хранится при температуре от 1 до 10 ° C), теоретически обеспечивающий те же преимущества, что и AM in vivo.

In vitro Investigations

AM был изучен как биологический каркас и как источник амниотических мезенхимальных стволовых клеток для регенерации хряща в ряде фундаментальных научных исследований и на моделях на животных [13 •]. В недавнем исследовании сравнивалась способность амниотических и жировых мезенхимальных стромальных клеток подвергаться хондрогенной и остеогенной дифференцировке в клеточных культурах и продуцировать хрящевой или минерализованный матрикс. Тополюк и др. [13 •] показали, что амнион человека содержит амниотические эпителиальные клетки и амниотические мезенхимальные стромальные клетки, которые приводят к большей экспрессии гена коллагена типа II и большему производству хрящевого внеклеточного матрикса, чем жировые мезенхимальные стромальные клетки.

Исследования хрящей и костей

Применение AM в инъекционной форме было протестировано в доклинических испытаниях на нескольких различных моделях животных. В предварительных исследованиях этот новый вид лечения показал многообещающие возможности для заживления связанных со спортом травм сухожилий, связок, мягких тканей, костей и хрящей. Wei et al. [14] обнаружили, что амниотические мезенхимные клетки человека с коллагеновым каркасом, помещенные в дефекты суставного хряща крысы, претерпевали морфологические изменения и приводили к отложению коллагена типа II после индукции хондрогенеза с помощью BMP-2.В другой модели на крысах Nogami et al. [15] изучали использование нового каркаса на основе внеклеточного матрикса (ЕСМ), полученного из амниотических мезенхимальных клеток, покрытого сополимерно-гликолевой кислотой (PLGA), для облегчения восстановления хряща. Каркасы ECM-PLGA помещали в костно-хрящевые дефекты в трохлеарной борозде коленей крысы и исследовали гистологически. Авторы обнаружили, что пациенты, получавшие этот каркас, продемонстрировали повышенную экспрессию мРНК коллагена II типа и индуцировали постепенную регенерацию тканей, что привело к лучшему восстановлению гиалинового хряща по сравнению с контролем.

На кроличьей модели дефектов медиального сустава бедра исследователи обнаружили, что применение бесклеточной амниотической мембраны человека для устранения дефектов значительно улучшило гистологическую градацию по сравнению с контролем, которая включала измерения хряща, целостности поверхности и анализ типов клеток [16 •] . В другом исследовании на модели кролика авторы использовали бесклеточный AM человека для нагрузки мезенхимальных стволовых клеток костного мозга (BM-MSC) на очаговые дефекты суставного хряща мыщелка бедренной кости диаметром 4 мм [17].Эту группу сравнивали с дефектами суставного хряща, обработанными только AM, и контрольной группой. Через 8 и 12 недель после операции гистологическое исследование кроликов, получавших BM-MSC + AM, содержало плотные хрящеподобные клетки, которые имели положительную окраску на коллаген типа II, которые не присутствовали в контроле или у кроликов, получавших только AM. Это предполагает необходимость дальнейших исследований по объединению различных ортобиологических препаратов для получения максимальной клинической пользы.

Недавно Tang et al. [18] исследовали влияние бесклеточной амниотической мембраны человека на костную регенерацию дефектов бедренной кости с использованием модели крыс Sprague-Dawley.Человеческие амниотические оболочки собирали и обрабатывали во время родов. Затем их вводили в стромальные клетки костного мозга (BMSC), с последующим анализом, демонстрирующим значительную пролиферацию и остеогенную дифференцировку BMSC. Были созданы двусторонние дефекты бедренной кости, при этом один дефект был покрыт амниотической оболочкой, а другой оставался открытым. Образцы собирали через 15 и 30 дней для гистологического анализа и ПЦР. Они обнаружили, что дефекты увеличения амниотической мембраны значительно улучшили регенерацию кости с ассоциированной активацией экспрессии гена CXC Chemokine Receptor 4 (CXCR-4), моноцитарного хемоаттрактантного белка-1 (MCP-1) и катепсина K (CatK), все это индуцировало рекрутирование клеток и ремоделирование костей.

Отсутствуют клинические испытания, изучающие влияние продуктов амниотического происхождения на пациентов с дефектами суставного хряща. В единственном идентифицированном исследовании на людях Андерсон и Суэйзи изучали использование амниотического аллотрансплантата человека во время артроскопии голеностопного сустава и микропереломов у пациентов с рассекающим остеохондритом таранной кости размером менее 2 см ² [19]. В исследование был включен 101 пациент, 54 из которых перенесли аугментацию суспензионным аллотрансплантатом AM на основании предпочтений хирурга; пациенты не были скрыты от своего лечения.Они обнаружили, что по сравнению с контрольной группой у тех, кто лечился AM, наблюдалось большее улучшение показателей боли по ВАШ через 24 месяца по сравнению с контрольной группой. Кроме того, оценки Американского колледжа хирургов стопы и голеностопного сустава (ACFAS) были выше в группе трансплантатов через 3 месяца ( p <0,001), 12 месяцев ( p <0,001) и 24 месяца ( p < 0,001) послеоперационный.

Исследования остеоартрита

Остеоартрит (ОА) возникает в результате постепенной механической дегенерации суставного хряща и является основной причиной хронической инвалидности в США [20–22].Повышенные концентрации некоторых цитокинов синовиальной жидкости и их проводящих путей, включая IL-1α, IL-1β, IL-18, TNF-α и комплемент, были связаны с ухудшением тяжести ОА [23, 24]. Эти цитокины и простагландины играют важную роль, поскольку они увеличивают продукцию матриксных металлопротеиназ хондроцитами, которые способствуют процессу ремоделирования и способствуют деградации хряща. По мере того, как наше понимание патофизиологии ОА расширяется, растет интерес к терапевтическому использованию AM из-за его клеточных свойств.AM содержит множество противовоспалительных и антифибротических соединений, таких как антагонист рецептора интерлейкина 1 (IL-1RA) и IL-10, которые могут препятствовать прогрессированию и подавлять образование воспаления, ослабляя дегенерацию суставного хряща. Кроме того, AM способствует экспрессии ТИМП, ингибитора матриксной металлопротеиназы [11]. Матричные металлопротеазы представляют собой подтип эндопротеаз, которые разрушают различные субстраты, такие как протеогликаны и коллагены. Ингибирование этого пути с помощью ТИМП может предотвратить деградацию хряща.Благодаря всем этим свойствам AM может стать вариантом лечения остеоартрита.

Willett и его коллеги исследовали использование инъекционной формы обезвоженной амниотической / хорионической мембраны человека (dHACM) для лечения ОА у крыс [25]. Композицию получают путем девитализации и обезвоживания донорской плацентарной ткани, которая сохраняет эпителиальный и хорионный слои, а также тромбоцитарный фактор роста, фактор роста фибробластов, TGF-β и TIMP. Крысам выполняли рассечение медиального мениска для индукции ОА и после операции вводили dHACM или физиологический раствор.На 21 день не было различий в уровнях синовиальных цитокинов, и большинство исследованных цитокинов были ниже предела обнаружения. Однако равновесное разделение ионного контрастного вещества микро-КТ (EPIC-μCT), подтвержденного метода оценки дегенерации хряща, продемонстрировало, что пациенты, получавшие dHACM, показали более низкое ослабление хряща, что указывает на более высокое содержание протеогликана на медиальном плато большеберцовой кости по сравнению с контрольной группой. . В контроле также наблюдалось статистически значимое увеличение количества эрозий хряща (в среднем 2.8 ± 0,2) и высыпаний (2,4 ± 0,4) по сравнению с опытной группой (1,2 ± 0,37 эрозии, без высыпаний). Авторы пришли к выводу, что внутрисуставная инъекция dHACM может иметь терапевтический эффект на развитие ОА.

В другом исследовании на крысах с ОА, индуцированным через рассечение медиального мениска, авторы оценили, может ли внутрисуставная инъекция частиц амниотической мембраны и матрикса пуповины (AM / UC) замедлить прогрессирование ОА [26]. Через две недели после менискэктомии крысы получали инъекцию 50 мкг / мкл AM / UC, инъекцию 100 мкг / мкл AM / UC или инъекцию физиологического раствора.EPIC-μCT через 1 неделю показал общее ослабление разрушения хряща и увеличение объема и толщины хряща в обеих группах, получавших AM / UC, по сравнению с группой, получавшей физиологический раствор. Эта разница сохранялась только для группы с более высокими дозами AM / UC через 4 недели. Кроме того, гистологический анализ с использованием гистологических оценок Международного общества исследования остеоартрита (OARSI) продемонстрировал аналогичные результаты. Баллы OARSI через 1 неделю показали значительно меньшую дегенерацию хряща, кальцинированный хрящ и повреждение субхондральной кости для обеих введенных доз AM / UC по сравнению с контролем, тогда как только группа, получавшая более высокую дозу, показала значительные различия через 4 недели.

В недавнем исследовании на кроликах изучалось использование внутрисуставных инъекций липофилизированного AM для лечения ОА [27 •]. ОА был индуцирован инъекцией коллагеназы, и после того, как ОА был установлен, субъектам вводили состав AM в одно колено и физиологический раствор в противоположное колено. Значительные различия были отмечены через 3 и 6 недель, поскольку у тех, кому вводили липофилизированный AM, наблюдались кластеры клеток без нарушения целостности суставного хряща, в то время как в контрольных коленях наблюдались более выраженные фибрилляции, эрозии, трещины и меньшее окрашивание матрикса на основе подтвержденных оценок для морфологического и гистологического анализа. .Неопубликованные данные лечения аллотрансплантатом амниотической суспензии (ASA) на модели ОА у крыс (лечение йодацетатом натрия [MIA]) показали, что лечение ASA в течение 7 дней привело к улучшению болевых порогов и уменьшению отека и отвращения к весу по сравнению с физиологическим раствором и триамцинолон для инъекций. Кроме того, у группы, получавшей инъекцию ASA, были повышенные уровни IL-10 по сравнению с контрольной группой.

Опубликованы только два исследования на людях по использованию амниотических мембран для лечения остеоартрита.Они были выполнены с использованием криогенно-консервированного аллотрансплантата человеческой амниотической суспензии, содержащего человеческую амниотическую мембрану и клетки, полученные из амниотической жидкости человека [28]. Первое открытое проспективное пилотное исследование осуществимости было выполнено на шести пациентах с ОА коленного сустава 3 и 4 степени по Келлгрену-Лоуренсу с периодом наблюдения в течение 1 года. Авторы отметили отсутствие реакций в месте инъекции и никаких значительных изменений лейкоцитов в сыворотке, гематокрита, тромбоцитов, скорости оседания эритроцитов или С-реактивного белка.Через 1 год наблюдения наблюдалось среднее увеличение показателей исходов, о которых сообщали пациенты, включая оценку исходов травм коленного сустава и остеоартрита (KOOS) (с 43,4 до 70,2), шкалу Международного комитета по документации коленного сустава (IKDC) (с 41,7 до 63,4), и единая оценка числовой оценки (SANE) балл (от 51,3 до 85,8). Однако статистический анализ не проводился из-за ограниченного размера выборки, группы сравнения не было, а период наблюдения был ограничен 1 годом. Следовательно, из этих показателей результатов нельзя сделать никаких значимых выводов.

Второе исследование на людях было рандомизированным контрольным исследованием с 200 пациентами с остеоартритом 2–3 степени по KL, которые были рандомизированы на солевой раствор ( n = 68), гиалуроновую кислоту (HA ( n = 64)) или ASA. ) ( n = 68) инъекций. Показатели исхода, включая результаты, сообщаемые пациентами, и неприемлемые уровни боли оценивались через 3 и 6 месяцев после инъекции. Что касается показателей результатов, сообщаемых пациентами, у тех, кто получил инъекцию ASA, были значительно большие отклонения по шкале ВАШ, подшкале боли KOOS и подшкале повседневной жизни по шкале KOOS по сравнению с HA через 3 месяца и HA и физиологическим раствором через 6 месяцев.Кроме того, через 3 месяца у тех, кто получил инъекцию ASA, уровень неприемлемой боли был ниже (13,2%) по сравнению с HA (68,8%) и физиологическим раствором (75%). Это рандомизированное контрольное исследование предполагает, что ASA может быть полезным при безоперационном лечении остеоартрита. В будущем необходимы дополнительные рандомизированные исследования для дальнейшего понимания клинического использования амниотической ткани при ОА [29 ••].

Исследования травм сухожилий и тендинопатии

В нескольких исследованиях изучалось использование амниотических мембран в качестве вспомогательного средства при восстановлении сухожилий.В модели восстановления ахиллова сухожилия на крысах увеличение восстановления с помощью DHAM показало 0% повторного разрыва через 28 дней по сравнению с 20% в контроле. Те, к которым добавлялся DHAM, показали повышенную миграцию клеток к участкам восстановления и улучшенную организацию волокон сухожилий [30]. Demirkan et al. [31] сравнивали адгезию сухожилий на модели курицы, имитирующей повреждение сухожилия сгибателя зоны II. Восстановление после этих травм часто осложняется перитендинными спайками, которые приводят к ограниченному скольжению сухожилий и ограниченному диапазону движений.Они обнаружили, что нанесение амниотической мембраны на участки восстановления предотвращает адгезию сухожилий к окружающим тканям через 12 недель по сравнению с удалением и восстановлением только оболочки. Точно так же AM уменьшала тяжесть образования перитэндонической адгезии макроскопически и гистологически и приводила к большему активному и пассивному диапазону движений в аналогичной модели цыпленка [32]. Эти различия были более выражены при добавлении гиалуроновой кислоты для защиты от разрушения AM.

Используя модель крыс Sprague-Dawley, Kueckelhaus et al.[23] исследовали эффективность раствора клеточных цитокинов амниона (ACCS), полученного из мультипотентных клеток-предшественников амниона плаценты в геле карбоксиметилцеллюлозы (КМЦ) при заживлении разрывов ахиллова сухожилия. Сухожилия были разорваны и восстановлены в контрольной группе с использованием только шва Кесслера или в экспериментальной группе с ACCS при восстановлении швов Кесслера с усилением CMC. Механический и иммуногистохимический анализ проводился на сухожилиях, взятых через 1, 2, 4, 6 и 8 недель после операции.Они обнаружили, что в первые 2 и 4 недели усиленный ремонт имел более высокий предел прочности на разрыв, предел прочности на разрыв и предел текучести, что свидетельствует о положительном влиянии ACCS на раннее заживление. Однако через 8 недель после ремонта в контрольных группах значительно улучшилась прочность на растяжение и нагрузка до отказа по сравнению с группой, получавшей ACCS, что ставит под сомнение долгосрочные преимущества ACCS в увеличении CMC.

В 2013 году Lange-Consiglio et al. [24, 33] использовали модель лошади в двух испытаниях для оценки эффективности увеличения мезенхимальных стволовых клеток (AMSC), полученных из амниотической мембраны лошади, при повреждениях сухожилий и связок лошади.В первом испытании сравнивали эффективность инъекций AMSC под контролем УЗИ с BM-MSC во время травмы и наблюдали за лошадьми клинически в течение 2 лет. Они обнаружили, что по сравнению с BM-MSC травмы, обработанные AMSC, имели значительно меньшую частоту повторных травм (4% против 23%) и более быстрое возвращение к активности через 4–5 месяцев против 4–12 месяцев). В последующем исследовании они снова выявили улучшение показателей повторных травм и возвращение к активности без побочных эффектов, что свидетельствует об эффективности AMSC при лечении повреждений сухожилий и связок.

В пилотном исследовании десяти пациентов с различными травмами нижних конечностей (включая тендинит задней большеберцовой кости, тендинит малоберцовой кости, тендинит передней большеберцовой кости, травмы разгибателей стопы и подошвенной мускулатуры, а также тендинит ахиллова сухожилия) Lullove et al. [34] протестировали имеющийся в продаже аллотрансплантат текучего тканевого матрикса, полученный из соединительной ткани плаценты человека (PX50, Human Regenerative Technologies), на серии случаев из 10 пациентов. Примечательно, что это расследование не включало подробного описания состава продукта.Результаты продемонстрировали преимущество PX50: восемь из десяти участников сообщили об отсутствии боли по визуальной аналоговой шкале через 4 недели после инъекции, а все пациенты сообщили об отсутствии боли через 5 недель. Эти результаты ограничены небольшим количеством пациентов от одного врача, неоднородностью патологии и отсутствием контрольной группы, проходящей стандартное лечение для сравнения.

Также изучалось влияние продуктов, полученных из околоплодных вод, на другие сухожилия. Недавнее контролируемое многоцентровое исследование исходов сухожилий сгибателей зоны II у людей было проведено с использованием амниотической мембраны в качестве биологического барьера для охвата сухожилий сгибателей после первичной репарации [35].Результаты показали значительное увеличение проксимального межфалангового (PIP) и дистального межфалангового (DIP) диапазона движений и повышение показателей функциональных баллов «от отличного до хорошего» в группе AM по сравнению с контролем ( p <0,01) со средним значением 140,8 ° по сравнению с 123 ° и 84% против 43% на основе классификации Стрикленда и Глоговаца. Также были более высокие показатели общих осложнений в контрольной группе ( p = 0,007), которые включали повторный разрыв, эритему, зуд и экссудат, что привело авторов к выводу, что AM является безопасным и эффективным рассасывающимся материалом, который снижает образование адгезии.

Исследования подошвенного фасциита

Есть несколько клинических испытаний, изучающих влияние продуктов амниотического происхождения на лечение подошвенного фасцита. Хансельман и его коллеги провели рандомизированное контролируемое двойное слепое пилотное исследование по сравнению криоконсервированной амниотической мембраны человека (c-hAM) с инъекцией кортикостероидов для лечения подошвенного фасциита [36]. Пациенты получали инъекцию в начале и предлагали повторную инъекцию того же препарата при их первом 6-недельном наблюдении.Двадцать три пациента находились под наблюдением в течение 18 недель, которое включало шкалу боли по ВАШ и опросник состояния здоровья стопы (FHSQ), проверенный инструмент, который оценивает боль и функцию стопы, физическую активность и общее состояние здоровья. Они не обнаружили значительных различий между группами у пациентов, получавших одну инъекцию, а у пациентов, получивших 2 инъекции, наблюдалось большее улучшение показателей боли в стопе по шкале FHSQ у пациентов, получавших c-hAM, по сравнению с контрольной группой (66,3 против 32,5, соответственно; p = 0.011). Однако группа кортикостероидов показала значительно лучшую посадку обуви ( p = 0,024) и общее состояние здоровья ( p = 0,013) через 6 недель и лучшее субъективное улучшение через 12 недель ( p = 0,041) по сравнению с c-hAM.

В другом проспективном рандомизированном клиническом исследовании 45 пациентов авторы сравнили инъекции физиологического раствора (контроль) с инъекциями 0,5 и 1,25 куб. См mDHACM при подошвенном фасциите [37]. Через 8 недель наблюдения по шкале Американского общества ортопедов стопы и голеностопного сустава (AOFAS) показатели задней части стопы увеличились для тех, кто получал mDHACM (среднее улучшение по шкале AOFAS Hindfoot на 12.9 ± 16,9 балла для контроля по сравнению с 51,6 ± 10,1 и 53,3 ± 9,4 для 0,5 см и 1,25 см мДГАКМ, соответственно, оба p <0,001). Размеры выборки и последующее наблюдение за этими исследованиями ограничены, и результаты следует интерпретировать с осторожностью. Однако ни в одном из исследований не было замечено никаких неблагоприятных исходов, и они представляют ранние доказательства того, что продукты, полученные из околоплодных вод, могут быть полезными при лечении этого сложного состояния.

Заключение

Амниотические продукты были хорошо изучены для различных условий на животных моделях, и многие из этих исследований продемонстрировали превосходные лечебные и регенеративные эффекты.Учитывая различия в составе и содержании продуктов, полученных из околоплодных вод, очень важно понимать и сообщать об этих особенностях в исследованиях на животных и клинических испытаниях. Однако клинические испытания остаются крайне ограниченными как для лечения остеоартрита, так и для других ортопедических патологий. Дальнейшие исследования, включая крупные рандомизированные клинические испытания, необходимы для подтверждения предварительных результатов на животных моделях.

Соблюдение этических стандартов

Хейли П. Хаддлстон, Мэтью Кон, Эрик Хауншильд и Стефани Э.Вонг заявляет об отсутствии конфликта интересов.

Джек Фарр сообщает о поддержке исследований со стороны Active Implants, Arthrex, Inc., Episurf, Fidia Pharma, JRF Ortho, Moximed, Inc., Novartis, Inc., Organogenesis, Samumed, Vericel и ZimmerBiomet; оплачиваемый консультант Aesculap / B.Braun, Arthrex, Inc., Cartiheal, Cook Biotech, Inc., Exactech, Moximed, Inc., Organogenesis, Regentis, Samumed, Inc., Vericel и ZKR Orthopaedics, Inc.; роялти от Arthrex, Inc., Biopoly, LLC, Organogenesis, Springer и Thieme Medical Publishers, Inc.; акции / опционы на акции MedShape, Inc. и Ortho Regenerative Tech, Inc.; и назначения редакционной коллегии Американского журнала ортопедии и хрящей помимо представленных работ.

Адам Б. Янке сообщает о поддержке исследований со стороны компаний Arthrex, Inc., Organogenesis и Vericel; и оплачиваемый консультант JRF Ortho, Olympus, Patient IQ, Smith & Nephew и Sparta Biomedical.

Все описанные исследования / эксперименты с участием людей или животных, выполненные авторами, были ранее опубликованы и соответствовали всем применимым этическим стандартам (включая Хельсинкскую декларацию и поправки к ней, стандарты институционального / национального исследовательского комитета, и международные / национальные / институциональные руководящие принципы).

Сноски

Эта статья является частью тематического сборника по стволовым клеткам в ортопедической хирургии

Примечание издателя

Springer Nature сохраняет нейтралитет в отношении юрисдикционных претензий в опубликованных картах и ​​филиалах организаций.

Ссылки

Недавно опубликованные статьи, представляющие особый интерес, были отмечены как: • Важные • Важные

29. •• Фарр Дж., Гомолл А.Х., Янке А.Б., Штраус Э.Дж., Моури К.С., Исследовательская группа ASA. Рандомизированное контролируемое простое слепое исследование, демонстрирующее превосходство инъекции аллотрансплантата амниотической суспензии над контролем гиалуроновой кислоты и физиологического раствора для модификации симптомов остеоартрита коленного сустава. J хирургия коленного сустава. 2019. 10.1055 / s-0039-1696672 В этом одинарном слепом рандомизированном контрольном исследовании изучалось влияние инъекций амниотической суспензии у пациентов с остеоартритом коленного сустава и было обнаружено, что пациенты, которые прошли это лечение, значительно улучшили результаты лечения и боль по сравнению с теми, кто перенесла инъекцию физиологического раствора или гиалуроновой кислоты.

клинических и фундаментальных научных данных

Curr Rev Musculoskelet Med. 2020 Apr; 13 (2): 148–154.

Хейли П.Huddleston

¹ Отделение ортопедической хирургии, Отделение спортивной медицины, Медицинский центр Университета Раш, 1611 W. Harrison St, Suite 300, Chicago, IL 60612 USA

Мэтью Р. Кон

¹ Отделение ортопедической хирургии , Отделение спортивной медицины, Медицинский центр Университета Раша, 1611 W. Harrison St, Suite 300, Chicago, IL 60612 USA

Eric D. Haunschild

¹ Отделение ортопедической хирургии, Отделение спортивной медицины, Медицинский центр Университета Раш , 1611 Вт.Harrison St, Suite 300, Chicago, IL 60612 USA

Stephanie E. Wong

¹ Отделение ортопедической хирургии, отделение спортивной медицины, Медицинский центр Университета Раш, 1611 W. Harrison St, Suite 300, Chicago, IL 60612 США

Джек Фарр

² Центр сохранения коленного сустава и восстановления хряща, ОртоИнди, Индианаполис, IN США

Адам Б. Янке

¹ Отделение ортопедической хирургии, Отдел спортивной медицины, Медицинский центр Университета Раш, 1611 W.Harrison St, Suite 300, Chicago, IL 60612 USA

¹ Отделение ортопедической хирургии, Отдел спортивной медицины, Медицинский центр Университета Раш, 1611 W. Harrison St, Suite 300, Chicago, IL 60612 USA

² Центр сохранения коленного сустава и восстановления хряща, ОртоИнди, Индианаполис, США

Abstract

Цель обзора

Ортобиологические препараты, включая амниотические препараты, в последнее десятилетие вызывают повышенный интерес для лечения различных ортопедических состояний, включая остеоартрит. Однако использование биопрепаратов разнообразно и в настоящее время доступно при минимальном надзоре или регулировании. В этом обзоре будет оцениваться текущее состояние исследований, в которых используются амниотические продукты как in vitro, так и in vivo.

Недавние результаты

Производные амниотической ткани показали положительный эффект на животных моделях при различных состояниях.Клинические испытания ограничены с неоднозначными результатами, однако некоторые недавние исследования предлагают обоснование для продолжения исследований.

Резюме

Хотя амниотические продукты кажутся многообещающими в многочисленных исследованиях на животных, клинические испытания на людях все еще отсутствуют. Необходимы дальнейшие исследования, чтобы оценить, играют ли амниотические продукты роль в лечении остеоартрита и других ортопедических патологий.

Ключевые слова: Хрящ, Остеоартрит, Аллотрансплантат амниотической суспензии, Амниотическая мембрана, Амниотическая жидкость

Введение

Использование биопрепаратов для внутрисуставных инъекций в последнее десятилетие набирает обороты в качестве возможного дополнительного лечения множества ортопедические условия.Разнообразные биологические продукты были разработаны с целью изменения цитокинов и клеточной среды сустава. Продукты, полученные из околоплодных вод, включая амниотические мембраны и продукты из околоплодных вод, являются одним из подтипов ортобиологических препаратов, которые исследуются как потенциальный вариант лечения путем усиления воспаления суставов и заживления. Амниотические оболочки (AM) первоначально использовались для лечения кожных заболеваний, таких как ожоги, язвы и раны. Их использование было впервые описано в 1909 году, когда Davis et al.[1] сообщили об использовании AM в качестве биологической повязки при дефектах кожи. Использование AM эволюционировало с течением времени и включает в себя множество применений для сложной регенерации тканей. AM использовался для лечения различных офтальмологических состояний, таких как поражения поверхности роговицы, отслоения сетчатки, а также как средство для регенерации лимбальных стволовых клеток [2, 3]. Пластические хирурги и специалисты по ранам используют AM для лечения острых и хронических ран, в то время как хирурги стопы и голеностопного сустава отметили ускоренное заживление язв диабетической стопы и других медленно заживающих ран при использовании AM [4–7].

Исследования продуктов амниотического происхождения для регенерации тканей в ортопедии расширились в последние годы, в том числе для лечения подошвенного фасциита, заживления связок и сухожилий, патологии позвоночника, восстановления хрящей и остеоартрита. По состоянию на 2018 год было восемь коммерчески доступных продуктов амниотической мембраны, которые были изучены для лечения заболеваний опорно-двигательного аппарата (таблица) [8]. В этой главе мы исследуем роль амниотических продуктов в ортопедии, исходя из функции амниотической мембраны in vivo, посредством текущих клинических исследований с использованием этого ортобиологического лечения.

Таблица 1

Доступные в настоящее время продукты с амниотической мембраной

Анатомия и функции

Плацента состоит из множества элементов как плода, так и матери.Элементы плода включают амнион, хорион, околоплодные воды и пуповину; клетки этого происхождения были исследованы на предмет их потенциального использования в регенеративной медицине.

Пуповина начинает формироваться через 4 недели и является основным каналом, по которому кровь плода получает кислород и выводит побочные продукты через материнский кровоток. Амнион и хорион вместе образуют плаценту, которая покрывает околоплодные воды и плод. Хорион формируется из цитотрофобластов и синциотрофобластов.В течение второй недели развития плода, когда бластоциста начинает имплантироваться в эндометрий матери, внешние слои бластоцисты образуют цитотрофобласт (внутренний слой) и синциотрофобласты (внешний слой). Ворсинки хориона, которые являются основным местом газообмена внутри матки, образованы цитотрофобластами, которые входят в слой синциотрофобластов и образуют ветвистые структуры, а затем цитотрофобласты и, в конечном итоге, мезенхимальная ткань вторгаются и остаются во внутренней части.

Амнион представляет собой тонкую внутреннюю поверхность плодной оболочки, приблизительно 0,02–0,05 мм толщиной, вступает в прямой контакт с околоплодными водами [2]. Он бессосудистый, аневральный и лимфатический, и получает питательные вещества путем диффузии. Он состоит из трех гистологических слоев, образованных из слоя трофобласта — эпителиального слоя, толстой базальной мембраны и бессосудистой мезенхимальной ткани — и состоит из двух типов клеток: амниотических эпителиальных клеток (АЭК) и амниотических мононуклеарных мезенхимальных клеток (рис.). Бессосудистый слой прилегает к хорионическому слою и может быть далее подразделен на три компонента: компактный слой, средний слой фибробластов и губчатый слой. Слой фибробластов содержит коллаген типа I, типа III, типа V и типа VI, что увеличивает механическую силу, которую этот слой может выдержать. Самый внешний губчатый слой назван так из-за его характерного губчатого вида на гистологии и из-за высокой концентрации протеогликанов и гликопротеинов. Средний слой амниотической мембраны — это базальная мембрана, которая служит барьером для камеры околоплодных вод.Его большая толщина и высокая концентрация коллагена типа IV, V и VII вместе с фибронектином и ламинином позволяют ему выполнять эту функцию. Внутренний аспект — это эпителиальный слой, который состоит из одноклеточного слоя кубовидных клеток с микроворсинками. Эти клетки участвуют в транспорте клеток и метаболически активны.

Структура амниотической мембраны

Функции амниотической мембраны включают обеспечение прочной мембраны для физической защиты плода, регулирование pH амниотической жидкости и секретирование различных клеточных сигнальных и биоактивных молекул.Функции этих молекул варьируются от противомикробного до противовоспалительного действия. Эти молекулы включают основной фактор роста фибробластов (bFGF), эпидермальный фактор роста (EGF), гиалуроновую кислоту (HA), интерлейкины (IL-1 и IL-10), бета-дефенсины, трансформирующий фактор роста B (TGF-beta), элафин. , человеческий лейкоцитарный антиген-G (HLA-G), матриксные металлопротеиназы (MMP), тканевые ингибиторы металлопротеиназ (TIMP) и тромбоцитарный фактор роста (PDGF) [9, 10]. Кроме того, амниотические ткани содержат противовоспалительные факторы, такие как антагонисты рецепторов IL-1 и IL-10, и регуляторы катаболических ферментов, такие как TIMP 1, 2, 3 и 4.Кроме того, было показано, что AM является мощным подавляющим регулятором передачи сигналов трансформирующего фактора роста бета (TGF-ß), который стимулирует рекрутирование фибробластов и макрофагов и стимулирует выработку коллагена [11].

Сбор и хранение

Амниотическая мембрана получена от доноров, перенесших неосложненное плановое кесарево сечение, поскольку это асептическая процедура по сравнению с вагинальными родами. После сбора амниотическая оболочка хранится в асептических условиях.Затем его промывают антибиотиками и противогрибковыми средствами. Его разделяют и затем хранят в виде криоконсервированной амниотической мембраны человека (CHAM) или в виде сухой амниотической мембраны человека (DHAM) [2]. Различия в приготовлении позволяют хранить DHAM при комнатной температуре, тогда как CHAM следует хранить при -80 ° C. Оба эти метода показали свою применимость в исследованиях, посвященных использованию амниотической мембраны в офтальмологических процедурах [12]. Кроме того, есть доступный продукт, который не подвергается обезвоживанию или замораживанию (хранится при температуре от 1 до 10 ° C), теоретически обеспечивающий те же преимущества, что и AM in vivo.

In vitro Investigations

AM был изучен как биологический каркас и как источник амниотических мезенхимальных стволовых клеток для регенерации хряща в ряде фундаментальных научных исследований и на моделях на животных [13 •]. В недавнем исследовании сравнивалась способность амниотических и жировых мезенхимальных стромальных клеток подвергаться хондрогенной и остеогенной дифференцировке в клеточных культурах и продуцировать хрящевой или минерализованный матрикс. Тополюк и др. [13 •] показали, что амнион человека содержит амниотические эпителиальные клетки и амниотические мезенхимальные стромальные клетки, которые приводят к большей экспрессии гена коллагена типа II и большему производству хрящевого внеклеточного матрикса, чем жировые мезенхимальные стромальные клетки.

Исследования хрящей и костей

Применение AM в инъекционной форме было протестировано в доклинических испытаниях на нескольких различных моделях животных. В предварительных исследованиях этот новый вид лечения показал многообещающие возможности для заживления связанных со спортом травм сухожилий, связок, мягких тканей, костей и хрящей. Wei et al. [14] обнаружили, что амниотические мезенхимные клетки человека с коллагеновым каркасом, помещенные в дефекты суставного хряща крысы, претерпевали морфологические изменения и приводили к отложению коллагена типа II после индукции хондрогенеза с помощью BMP-2.В другой модели на крысах Nogami et al. [15] изучали использование нового каркаса на основе внеклеточного матрикса (ЕСМ), полученного из амниотических мезенхимальных клеток, покрытого сополимерно-гликолевой кислотой (PLGA), для облегчения восстановления хряща. Каркасы ECM-PLGA помещали в костно-хрящевые дефекты в трохлеарной борозде коленей крысы и исследовали гистологически. Авторы обнаружили, что пациенты, получавшие этот каркас, продемонстрировали повышенную экспрессию мРНК коллагена II типа и индуцировали постепенную регенерацию тканей, что привело к лучшему восстановлению гиалинового хряща по сравнению с контролем.

На кроличьей модели дефектов медиального сустава бедра исследователи обнаружили, что применение бесклеточной амниотической мембраны человека для устранения дефектов значительно улучшило гистологическую градацию по сравнению с контролем, которая включала измерения хряща, целостности поверхности и анализ типов клеток [16 •] . В другом исследовании на модели кролика авторы использовали бесклеточный AM человека для нагрузки мезенхимальных стволовых клеток костного мозга (BM-MSC) на очаговые дефекты суставного хряща мыщелка бедренной кости диаметром 4 мм [17].Эту группу сравнивали с дефектами суставного хряща, обработанными только AM, и контрольной группой. Через 8 и 12 недель после операции гистологическое исследование кроликов, получавших BM-MSC + AM, содержало плотные хрящеподобные клетки, которые имели положительную окраску на коллаген типа II, которые не присутствовали в контроле или у кроликов, получавших только AM. Это предполагает необходимость дальнейших исследований по объединению различных ортобиологических препаратов для получения максимальной клинической пользы.

Недавно Tang et al. [18] исследовали влияние бесклеточной амниотической мембраны человека на костную регенерацию дефектов бедренной кости с использованием модели крыс Sprague-Dawley.Человеческие амниотические оболочки собирали и обрабатывали во время родов. Затем их вводили в стромальные клетки костного мозга (BMSC), с последующим анализом, демонстрирующим значительную пролиферацию и остеогенную дифференцировку BMSC. Были созданы двусторонние дефекты бедренной кости, при этом один дефект был покрыт амниотической оболочкой, а другой оставался открытым. Образцы собирали через 15 и 30 дней для гистологического анализа и ПЦР. Они обнаружили, что дефекты увеличения амниотической мембраны значительно улучшили регенерацию кости с ассоциированной активацией экспрессии гена CXC Chemokine Receptor 4 (CXCR-4), моноцитарного хемоаттрактантного белка-1 (MCP-1) и катепсина K (CatK), все это индуцировало рекрутирование клеток и ремоделирование костей.

Отсутствуют клинические испытания, изучающие влияние продуктов амниотического происхождения на пациентов с дефектами суставного хряща. В единственном идентифицированном исследовании на людях Андерсон и Суэйзи изучали использование амниотического аллотрансплантата человека во время артроскопии голеностопного сустава и микропереломов у пациентов с рассекающим остеохондритом таранной кости размером менее 2 см ² [19]. В исследование был включен 101 пациент, 54 из которых перенесли аугментацию суспензионным аллотрансплантатом AM на основании предпочтений хирурга; пациенты не были скрыты от своего лечения.Они обнаружили, что по сравнению с контрольной группой у тех, кто лечился AM, наблюдалось большее улучшение показателей боли по ВАШ через 24 месяца по сравнению с контрольной группой. Кроме того, оценки Американского колледжа хирургов стопы и голеностопного сустава (ACFAS) были выше в группе трансплантатов через 3 месяца ( p <0,001), 12 месяцев ( p <0,001) и 24 месяца ( p < 0,001) послеоперационный.

Исследования остеоартрита

Остеоартрит (ОА) возникает в результате постепенной механической дегенерации суставного хряща и является основной причиной хронической инвалидности в США [20–22].Повышенные концентрации некоторых цитокинов синовиальной жидкости и их проводящих путей, включая IL-1α, IL-1β, IL-18, TNF-α и комплемент, были связаны с ухудшением тяжести ОА [23, 24]. Эти цитокины и простагландины играют важную роль, поскольку они увеличивают продукцию матриксных металлопротеиназ хондроцитами, которые способствуют процессу ремоделирования и способствуют деградации хряща. По мере того, как наше понимание патофизиологии ОА расширяется, растет интерес к терапевтическому использованию AM из-за его клеточных свойств.AM содержит множество противовоспалительных и антифибротических соединений, таких как антагонист рецептора интерлейкина 1 (IL-1RA) и IL-10, которые могут препятствовать прогрессированию и подавлять образование воспаления, ослабляя дегенерацию суставного хряща. Кроме того, AM способствует экспрессии ТИМП, ингибитора матриксной металлопротеиназы [11]. Матричные металлопротеазы представляют собой подтип эндопротеаз, которые разрушают различные субстраты, такие как протеогликаны и коллагены. Ингибирование этого пути с помощью ТИМП может предотвратить деградацию хряща.Благодаря всем этим свойствам AM может стать вариантом лечения остеоартрита.

Willett и его коллеги исследовали использование инъекционной формы обезвоженной амниотической / хорионической мембраны человека (dHACM) для лечения ОА у крыс [25]. Композицию получают путем девитализации и обезвоживания донорской плацентарной ткани, которая сохраняет эпителиальный и хорионный слои, а также тромбоцитарный фактор роста, фактор роста фибробластов, TGF-β и TIMP. Крысам выполняли рассечение медиального мениска для индукции ОА и после операции вводили dHACM или физиологический раствор.На 21 день не было различий в уровнях синовиальных цитокинов, и большинство исследованных цитокинов были ниже предела обнаружения. Однако равновесное разделение ионного контрастного вещества микро-КТ (EPIC-μCT), подтвержденного метода оценки дегенерации хряща, продемонстрировало, что пациенты, получавшие dHACM, показали более низкое ослабление хряща, что указывает на более высокое содержание протеогликана на медиальном плато большеберцовой кости по сравнению с контрольной группой. . В контроле также наблюдалось статистически значимое увеличение количества эрозий хряща (в среднем 2.8 ± 0,2) и высыпаний (2,4 ± 0,4) по сравнению с опытной группой (1,2 ± 0,37 эрозии, без высыпаний). Авторы пришли к выводу, что внутрисуставная инъекция dHACM может иметь терапевтический эффект на развитие ОА.

В другом исследовании на крысах с ОА, индуцированным через рассечение медиального мениска, авторы оценили, может ли внутрисуставная инъекция частиц амниотической мембраны и матрикса пуповины (AM / UC) замедлить прогрессирование ОА [26]. Через две недели после менискэктомии крысы получали инъекцию 50 мкг / мкл AM / UC, инъекцию 100 мкг / мкл AM / UC или инъекцию физиологического раствора.EPIC-μCT через 1 неделю показал общее ослабление разрушения хряща и увеличение объема и толщины хряща в обеих группах, получавших AM / UC, по сравнению с группой, получавшей физиологический раствор. Эта разница сохранялась только для группы с более высокими дозами AM / UC через 4 недели. Кроме того, гистологический анализ с использованием гистологических оценок Международного общества исследования остеоартрита (OARSI) продемонстрировал аналогичные результаты. Баллы OARSI через 1 неделю показали значительно меньшую дегенерацию хряща, кальцинированный хрящ и повреждение субхондральной кости для обеих введенных доз AM / UC по сравнению с контролем, тогда как только группа, получавшая более высокую дозу, показала значительные различия через 4 недели.

В недавнем исследовании на кроликах изучалось использование внутрисуставных инъекций липофилизированного AM для лечения ОА [27 •]. ОА был индуцирован инъекцией коллагеназы, и после того, как ОА был установлен, субъектам вводили состав AM в одно колено и физиологический раствор в противоположное колено. Значительные различия были отмечены через 3 и 6 недель, поскольку у тех, кому вводили липофилизированный AM, наблюдались кластеры клеток без нарушения целостности суставного хряща, в то время как в контрольных коленях наблюдались более выраженные фибрилляции, эрозии, трещины и меньшее окрашивание матрикса на основе подтвержденных оценок для морфологического и гистологического анализа. .Неопубликованные данные лечения аллотрансплантатом амниотической суспензии (ASA) на модели ОА у крыс (лечение йодацетатом натрия [MIA]) показали, что лечение ASA в течение 7 дней привело к улучшению болевых порогов и уменьшению отека и отвращения к весу по сравнению с физиологическим раствором и триамцинолон для инъекций. Кроме того, у группы, получавшей инъекцию ASA, были повышенные уровни IL-10 по сравнению с контрольной группой.

Опубликованы только два исследования на людях по использованию амниотических мембран для лечения остеоартрита.Они были выполнены с использованием криогенно-консервированного аллотрансплантата человеческой амниотической суспензии, содержащего человеческую амниотическую мембрану и клетки, полученные из амниотической жидкости человека [28]. Первое открытое проспективное пилотное исследование осуществимости было выполнено на шести пациентах с ОА коленного сустава 3 и 4 степени по Келлгрену-Лоуренсу с периодом наблюдения в течение 1 года. Авторы отметили отсутствие реакций в месте инъекции и никаких значительных изменений лейкоцитов в сыворотке, гематокрита, тромбоцитов, скорости оседания эритроцитов или С-реактивного белка.Через 1 год наблюдения наблюдалось среднее увеличение показателей исходов, о которых сообщали пациенты, включая оценку исходов травм коленного сустава и остеоартрита (KOOS) (с 43,4 до 70,2), шкалу Международного комитета по документации коленного сустава (IKDC) (с 41,7 до 63,4), и единая оценка числовой оценки (SANE) балл (от 51,3 до 85,8). Однако статистический анализ не проводился из-за ограниченного размера выборки, группы сравнения не было, а период наблюдения был ограничен 1 годом. Следовательно, из этих показателей результатов нельзя сделать никаких значимых выводов.

Второе исследование на людях было рандомизированным контрольным исследованием с 200 пациентами с остеоартритом 2–3 степени по KL, которые были рандомизированы на солевой раствор ( n = 68), гиалуроновую кислоту (HA ( n = 64)) или ASA. ) ( n = 68) инъекций. Показатели исхода, включая результаты, сообщаемые пациентами, и неприемлемые уровни боли оценивались через 3 и 6 месяцев после инъекции. Что касается показателей результатов, сообщаемых пациентами, у тех, кто получил инъекцию ASA, были значительно большие отклонения по шкале ВАШ, подшкале боли KOOS и подшкале повседневной жизни по шкале KOOS по сравнению с HA через 3 месяца и HA и физиологическим раствором через 6 месяцев.Кроме того, через 3 месяца у тех, кто получил инъекцию ASA, уровень неприемлемой боли был ниже (13,2%) по сравнению с HA (68,8%) и физиологическим раствором (75%). Это рандомизированное контрольное исследование предполагает, что ASA может быть полезным при безоперационном лечении остеоартрита. В будущем необходимы дополнительные рандомизированные исследования для дальнейшего понимания клинического использования амниотической ткани при ОА [29 ••].

Исследования травм сухожилий и тендинопатии

В нескольких исследованиях изучалось использование амниотических мембран в качестве вспомогательного средства при восстановлении сухожилий.В модели восстановления ахиллова сухожилия на крысах увеличение восстановления с помощью DHAM показало 0% повторного разрыва через 28 дней по сравнению с 20% в контроле. Те, к которым добавлялся DHAM, показали повышенную миграцию клеток к участкам восстановления и улучшенную организацию волокон сухожилий [30]. Demirkan et al. [31] сравнивали адгезию сухожилий на модели курицы, имитирующей повреждение сухожилия сгибателя зоны II. Восстановление после этих травм часто осложняется перитендинными спайками, которые приводят к ограниченному скольжению сухожилий и ограниченному диапазону движений.Они обнаружили, что нанесение амниотической мембраны на участки восстановления предотвращает адгезию сухожилий к окружающим тканям через 12 недель по сравнению с удалением и восстановлением только оболочки. Точно так же AM уменьшала тяжесть образования перитэндонической адгезии макроскопически и гистологически и приводила к большему активному и пассивному диапазону движений в аналогичной модели цыпленка [32]. Эти различия были более выражены при добавлении гиалуроновой кислоты для защиты от разрушения AM.

Используя модель крыс Sprague-Dawley, Kueckelhaus et al.[23] исследовали эффективность раствора клеточных цитокинов амниона (ACCS), полученного из мультипотентных клеток-предшественников амниона плаценты в геле карбоксиметилцеллюлозы (КМЦ) при заживлении разрывов ахиллова сухожилия. Сухожилия были разорваны и восстановлены в контрольной группе с использованием только шва Кесслера или в экспериментальной группе с ACCS при восстановлении швов Кесслера с усилением CMC. Механический и иммуногистохимический анализ проводился на сухожилиях, взятых через 1, 2, 4, 6 и 8 недель после операции.Они обнаружили, что в первые 2 и 4 недели усиленный ремонт имел более высокий предел прочности на разрыв, предел прочности на разрыв и предел текучести, что свидетельствует о положительном влиянии ACCS на раннее заживление. Однако через 8 недель после ремонта в контрольных группах значительно улучшилась прочность на растяжение и нагрузка до отказа по сравнению с группой, получавшей ACCS, что ставит под сомнение долгосрочные преимущества ACCS в увеличении CMC.

В 2013 году Lange-Consiglio et al. [24, 33] использовали модель лошади в двух испытаниях для оценки эффективности увеличения мезенхимальных стволовых клеток (AMSC), полученных из амниотической мембраны лошади, при повреждениях сухожилий и связок лошади.В первом испытании сравнивали эффективность инъекций AMSC под контролем УЗИ с BM-MSC во время травмы и наблюдали за лошадьми клинически в течение 2 лет. Они обнаружили, что по сравнению с BM-MSC травмы, обработанные AMSC, имели значительно меньшую частоту повторных травм (4% против 23%) и более быстрое возвращение к активности через 4–5 месяцев против 4–12 месяцев). В последующем исследовании они снова выявили улучшение показателей повторных травм и возвращение к активности без побочных эффектов, что свидетельствует об эффективности AMSC при лечении повреждений сухожилий и связок.

В пилотном исследовании десяти пациентов с различными травмами нижних конечностей (включая тендинит задней большеберцовой кости, тендинит малоберцовой кости, тендинит передней большеберцовой кости, травмы разгибателей стопы и подошвенной мускулатуры, а также тендинит ахиллова сухожилия) Lullove et al. [34] протестировали имеющийся в продаже аллотрансплантат текучего тканевого матрикса, полученный из соединительной ткани плаценты человека (PX50, Human Regenerative Technologies), на серии случаев из 10 пациентов. Примечательно, что это расследование не включало подробного описания состава продукта.Результаты продемонстрировали преимущество PX50: восемь из десяти участников сообщили об отсутствии боли по визуальной аналоговой шкале через 4 недели после инъекции, а все пациенты сообщили об отсутствии боли через 5 недель. Эти результаты ограничены небольшим количеством пациентов от одного врача, неоднородностью патологии и отсутствием контрольной группы, проходящей стандартное лечение для сравнения.

Также изучалось влияние продуктов, полученных из околоплодных вод, на другие сухожилия. Недавнее контролируемое многоцентровое исследование исходов сухожилий сгибателей зоны II у людей было проведено с использованием амниотической мембраны в качестве биологического барьера для охвата сухожилий сгибателей после первичной репарации [35].Результаты показали значительное увеличение проксимального межфалангового (PIP) и дистального межфалангового (DIP) диапазона движений и повышение показателей функциональных баллов «от отличного до хорошего» в группе AM по сравнению с контролем ( p <0,01) со средним значением 140,8 ° по сравнению с 123 ° и 84% против 43% на основе классификации Стрикленда и Глоговаца. Также были более высокие показатели общих осложнений в контрольной группе ( p = 0,007), которые включали повторный разрыв, эритему, зуд и экссудат, что привело авторов к выводу, что AM является безопасным и эффективным рассасывающимся материалом, который снижает образование адгезии.

Исследования подошвенного фасциита

Есть несколько клинических испытаний, изучающих влияние продуктов амниотического происхождения на лечение подошвенного фасцита. Хансельман и его коллеги провели рандомизированное контролируемое двойное слепое пилотное исследование по сравнению криоконсервированной амниотической мембраны человека (c-hAM) с инъекцией кортикостероидов для лечения подошвенного фасциита [36]. Пациенты получали инъекцию в начале и предлагали повторную инъекцию того же препарата при их первом 6-недельном наблюдении.Двадцать три пациента находились под наблюдением в течение 18 недель, которое включало шкалу боли по ВАШ и опросник состояния здоровья стопы (FHSQ), проверенный инструмент, который оценивает боль и функцию стопы, физическую активность и общее состояние здоровья. Они не обнаружили значительных различий между группами у пациентов, получавших одну инъекцию, а у пациентов, получивших 2 инъекции, наблюдалось большее улучшение показателей боли в стопе по шкале FHSQ у пациентов, получавших c-hAM, по сравнению с контрольной группой (66,3 против 32,5, соответственно; p = 0.011). Однако группа кортикостероидов показала значительно лучшую посадку обуви ( p = 0,024) и общее состояние здоровья ( p = 0,013) через 6 недель и лучшее субъективное улучшение через 12 недель ( p = 0,041) по сравнению с c-hAM.

В другом проспективном рандомизированном клиническом исследовании 45 пациентов авторы сравнили инъекции физиологического раствора (контроль) с инъекциями 0,5 и 1,25 куб. См mDHACM при подошвенном фасциите [37]. Через 8 недель наблюдения по шкале Американского общества ортопедов стопы и голеностопного сустава (AOFAS) показатели задней части стопы увеличились для тех, кто получал mDHACM (среднее улучшение по шкале AOFAS Hindfoot на 12.9 ± 16,9 балла для контроля по сравнению с 51,6 ± 10,1 и 53,3 ± 9,4 для 0,5 см и 1,25 см мДГАКМ, соответственно, оба p <0,001). Размеры выборки и последующее наблюдение за этими исследованиями ограничены, и результаты следует интерпретировать с осторожностью. Однако ни в одном из исследований не было замечено никаких неблагоприятных исходов, и они представляют ранние доказательства того, что продукты, полученные из околоплодных вод, могут быть полезными при лечении этого сложного состояния.

Заключение

Амниотические продукты были хорошо изучены для различных условий на животных моделях, и многие из этих исследований продемонстрировали превосходные лечебные и регенеративные эффекты.Учитывая различия в составе и содержании продуктов, полученных из околоплодных вод, очень важно понимать и сообщать об этих особенностях в исследованиях на животных и клинических испытаниях. Однако клинические испытания остаются крайне ограниченными как для лечения остеоартрита, так и для других ортопедических патологий. Дальнейшие исследования, включая крупные рандомизированные клинические испытания, необходимы для подтверждения предварительных результатов на животных моделях.

Соблюдение этических стандартов

Хейли П. Хаддлстон, Мэтью Кон, Эрик Хауншильд и Стефани Э.Вонг заявляет об отсутствии конфликта интересов.

Джек Фарр сообщает о поддержке исследований со стороны Active Implants, Arthrex, Inc., Episurf, Fidia Pharma, JRF Ortho, Moximed, Inc., Novartis, Inc., Organogenesis, Samumed, Vericel и ZimmerBiomet; оплачиваемый консультант Aesculap / B.Braun, Arthrex, Inc., Cartiheal, Cook Biotech, Inc., Exactech, Moximed, Inc., Organogenesis, Regentis, Samumed, Inc., Vericel и ZKR Orthopaedics, Inc.; роялти от Arthrex, Inc., Biopoly, LLC, Organogenesis, Springer и Thieme Medical Publishers, Inc.; акции / опционы на акции MedShape, Inc. и Ortho Regenerative Tech, Inc.; и назначения редакционной коллегии Американского журнала ортопедии и хрящей помимо представленных работ.

Адам Б. Янке сообщает о поддержке исследований со стороны компаний Arthrex, Inc., Organogenesis и Vericel; и оплачиваемый консультант JRF Ortho, Olympus, Patient IQ, Smith & Nephew и Sparta Biomedical.

Все описанные исследования / эксперименты с участием людей или животных, выполненные авторами, были ранее опубликованы и соответствовали всем применимым этическим стандартам (включая Хельсинкскую декларацию и поправки к ней, стандарты институционального / национального исследовательского комитета, и международные / национальные / институциональные руководящие принципы).

Сноски

Эта статья является частью тематического сборника по стволовым клеткам в ортопедической хирургии

Примечание издателя

Springer Nature сохраняет нейтралитет в отношении юрисдикционных претензий в опубликованных картах и ​​филиалах организаций.

Ссылки

Недавно опубликованные статьи, представляющие особый интерес, были отмечены как: • Важные • Важные

29. •• Фарр Дж., Гомолл А.Х., Янке А.Б., Штраус Э.Дж., Моури К.С., Исследовательская группа ASA. Рандомизированное контролируемое простое слепое исследование, демонстрирующее превосходство инъекции аллотрансплантата амниотической суспензии над контролем гиалуроновой кислоты и физиологического раствора для модификации симптомов остеоартрита коленного сустава. J хирургия коленного сустава. 2019. 10.1055 / s-0039-1696672 В этом одинарном слепом рандомизированном контрольном исследовании изучалось влияние инъекций амниотической суспензии у пациентов с остеоартритом коленного сустава и было обнаружено, что пациенты, которые прошли это лечение, значительно улучшили результаты лечения и боль по сравнению с теми, кто перенесла инъекцию физиологического раствора или гиалуроновой кислоты.

клинических и фундаментальных научных данных

Curr Rev Musculoskelet Med. 2020 Apr; 13 (2): 148–154.

Хейли П.Huddleston

¹ Отделение ортопедической хирургии, Отделение спортивной медицины, Медицинский центр Университета Раш, 1611 W. Harrison St, Suite 300, Chicago, IL 60612 USA

Мэтью Р. Кон

¹ Отделение ортопедической хирургии , Отделение спортивной медицины, Медицинский центр Университета Раша, 1611 W. Harrison St, Suite 300, Chicago, IL 60612 USA

Eric D. Haunschild

¹ Отделение ортопедической хирургии, Отделение спортивной медицины, Медицинский центр Университета Раш , 1611 Вт.Harrison St, Suite 300, Chicago, IL 60612 USA

Stephanie E. Wong

¹ Отделение ортопедической хирургии, отделение спортивной медицины, Медицинский центр Университета Раш, 1611 W. Harrison St, Suite 300, Chicago, IL 60612 США

Джек Фарр

² Центр сохранения коленного сустава и восстановления хряща, ОртоИнди, Индианаполис, IN США

Адам Б. Янке

¹ Отделение ортопедической хирургии, Отдел спортивной медицины, Медицинский центр Университета Раш, 1611 W.Harrison St, Suite 300, Chicago, IL 60612 USA

¹ Отделение ортопедической хирургии, Отдел спортивной медицины, Медицинский центр Университета Раш, 1611 W. Harrison St, Suite 300, Chicago, IL 60612 USA

² Центр сохранения коленного сустава и восстановления хряща, ОртоИнди, Индианаполис, США

Abstract

Цель обзора

Ортобиологические препараты, включая амниотические препараты, в последнее десятилетие вызывают повышенный интерес для лечения различных ортопедических состояний, включая остеоартрит. Однако использование биопрепаратов разнообразно и в настоящее время доступно при минимальном надзоре или регулировании. В этом обзоре будет оцениваться текущее состояние исследований, в которых используются амниотические продукты как in vitro, так и in vivo.

Недавние результаты

Производные амниотической ткани показали положительный эффект на животных моделях при различных состояниях.Клинические испытания ограничены с неоднозначными результатами, однако некоторые недавние исследования предлагают обоснование для продолжения исследований.

Резюме

Хотя амниотические продукты кажутся многообещающими в многочисленных исследованиях на животных, клинические испытания на людях все еще отсутствуют. Необходимы дальнейшие исследования, чтобы оценить, играют ли амниотические продукты роль в лечении остеоартрита и других ортопедических патологий.

Ключевые слова: Хрящ, Остеоартрит, Аллотрансплантат амниотической суспензии, Амниотическая мембрана, Амниотическая жидкость

Введение

Использование биопрепаратов для внутрисуставных инъекций в последнее десятилетие набирает обороты в качестве возможного дополнительного лечения множества ортопедические условия.Разнообразные биологические продукты были разработаны с целью изменения цитокинов и клеточной среды сустава. Продукты, полученные из околоплодных вод, включая амниотические мембраны и продукты из околоплодных вод, являются одним из подтипов ортобиологических препаратов, которые исследуются как потенциальный вариант лечения путем усиления воспаления суставов и заживления. Амниотические оболочки (AM) первоначально использовались для лечения кожных заболеваний, таких как ожоги, язвы и раны. Их использование было впервые описано в 1909 году, когда Davis et al.[1] сообщили об использовании AM в качестве биологической повязки при дефектах кожи. Использование AM эволюционировало с течением времени и включает в себя множество применений для сложной регенерации тканей. AM использовался для лечения различных офтальмологических состояний, таких как поражения поверхности роговицы, отслоения сетчатки, а также как средство для регенерации лимбальных стволовых клеток [2, 3]. Пластические хирурги и специалисты по ранам используют AM для лечения острых и хронических ран, в то время как хирурги стопы и голеностопного сустава отметили ускоренное заживление язв диабетической стопы и других медленно заживающих ран при использовании AM [4–7].

Исследования продуктов амниотического происхождения для регенерации тканей в ортопедии расширились в последние годы, в том числе для лечения подошвенного фасциита, заживления связок и сухожилий, патологии позвоночника, восстановления хрящей и остеоартрита. По состоянию на 2018 год было восемь коммерчески доступных продуктов амниотической мембраны, которые были изучены для лечения заболеваний опорно-двигательного аппарата (таблица) [8]. В этой главе мы исследуем роль амниотических продуктов в ортопедии, исходя из функции амниотической мембраны in vivo, посредством текущих клинических исследований с использованием этого ортобиологического лечения.

Таблица 1

Доступные в настоящее время продукты с амниотической мембраной

Анатомия и функции

Плацента состоит из множества элементов как плода, так и матери.Элементы плода включают амнион, хорион, околоплодные воды и пуповину; клетки этого происхождения были исследованы на предмет их потенциального использования в регенеративной медицине.

Пуповина начинает формироваться через 4 недели и является основным каналом, по которому кровь плода получает кислород и выводит побочные продукты через материнский кровоток. Амнион и хорион вместе образуют плаценту, которая покрывает околоплодные воды и плод. Хорион формируется из цитотрофобластов и синциотрофобластов.В течение второй недели развития плода, когда бластоциста начинает имплантироваться в эндометрий матери, внешние слои бластоцисты образуют цитотрофобласт (внутренний слой) и синциотрофобласты (внешний слой). Ворсинки хориона, которые являются основным местом газообмена внутри матки, образованы цитотрофобластами, которые входят в слой синциотрофобластов и образуют ветвистые структуры, а затем цитотрофобласты и, в конечном итоге, мезенхимальная ткань вторгаются и остаются во внутренней части.

Амнион представляет собой тонкую внутреннюю поверхность плодной оболочки, приблизительно 0,02–0,05 мм толщиной, вступает в прямой контакт с околоплодными водами [2]. Он бессосудистый, аневральный и лимфатический, и получает питательные вещества путем диффузии. Он состоит из трех гистологических слоев, образованных из слоя трофобласта — эпителиального слоя, толстой базальной мембраны и бессосудистой мезенхимальной ткани — и состоит из двух типов клеток: амниотических эпителиальных клеток (АЭК) и амниотических мононуклеарных мезенхимальных клеток (рис.). Бессосудистый слой прилегает к хорионическому слою и может быть далее подразделен на три компонента: компактный слой, средний слой фибробластов и губчатый слой. Слой фибробластов содержит коллаген типа I, типа III, типа V и типа VI, что увеличивает механическую силу, которую этот слой может выдержать. Самый внешний губчатый слой назван так из-за его характерного губчатого вида на гистологии и из-за высокой концентрации протеогликанов и гликопротеинов. Средний слой амниотической мембраны — это базальная мембрана, которая служит барьером для камеры околоплодных вод.Его большая толщина и высокая концентрация коллагена типа IV, V и VII вместе с фибронектином и ламинином позволяют ему выполнять эту функцию. Внутренний аспект — это эпителиальный слой, который состоит из одноклеточного слоя кубовидных клеток с микроворсинками. Эти клетки участвуют в транспорте клеток и метаболически активны.

Структура амниотической мембраны

Функции амниотической мембраны включают обеспечение прочной мембраны для физической защиты плода, регулирование pH амниотической жидкости и секретирование различных клеточных сигнальных и биоактивных молекул.Функции этих молекул варьируются от противомикробного до противовоспалительного действия. Эти молекулы включают основной фактор роста фибробластов (bFGF), эпидермальный фактор роста (EGF), гиалуроновую кислоту (HA), интерлейкины (IL-1 и IL-10), бета-дефенсины, трансформирующий фактор роста B (TGF-beta), элафин. , человеческий лейкоцитарный антиген-G (HLA-G), матриксные металлопротеиназы (MMP), тканевые ингибиторы металлопротеиназ (TIMP) и тромбоцитарный фактор роста (PDGF) [9, 10]. Кроме того, амниотические ткани содержат противовоспалительные факторы, такие как антагонисты рецепторов IL-1 и IL-10, и регуляторы катаболических ферментов, такие как TIMP 1, 2, 3 и 4.Кроме того, было показано, что AM является мощным подавляющим регулятором передачи сигналов трансформирующего фактора роста бета (TGF-ß), который стимулирует рекрутирование фибробластов и макрофагов и стимулирует выработку коллагена [11].

Сбор и хранение

Амниотическая мембрана получена от доноров, перенесших неосложненное плановое кесарево сечение, поскольку это асептическая процедура по сравнению с вагинальными родами. После сбора амниотическая оболочка хранится в асептических условиях.Затем его промывают антибиотиками и противогрибковыми средствами. Его разделяют и затем хранят в виде криоконсервированной амниотической мембраны человека (CHAM) или в виде сухой амниотической мембраны человека (DHAM) [2]. Различия в приготовлении позволяют хранить DHAM при комнатной температуре, тогда как CHAM следует хранить при -80 ° C. Оба эти метода показали свою применимость в исследованиях, посвященных использованию амниотической мембраны в офтальмологических процедурах [12]. Кроме того, есть доступный продукт, который не подвергается обезвоживанию или замораживанию (хранится при температуре от 1 до 10 ° C), теоретически обеспечивающий те же преимущества, что и AM in vivo.

In vitro Investigations

AM был изучен как биологический каркас и как источник амниотических мезенхимальных стволовых клеток для регенерации хряща в ряде фундаментальных научных исследований и на моделях на животных [13 •]. В недавнем исследовании сравнивалась способность амниотических и жировых мезенхимальных стромальных клеток подвергаться хондрогенной и остеогенной дифференцировке в клеточных культурах и продуцировать хрящевой или минерализованный матрикс. Тополюк и др. [13 •] показали, что амнион человека содержит амниотические эпителиальные клетки и амниотические мезенхимальные стромальные клетки, которые приводят к большей экспрессии гена коллагена типа II и большему производству хрящевого внеклеточного матрикса, чем жировые мезенхимальные стромальные клетки.

Исследования хрящей и костей

Применение AM в инъекционной форме было протестировано в доклинических испытаниях на нескольких различных моделях животных. В предварительных исследованиях этот новый вид лечения показал многообещающие возможности для заживления связанных со спортом травм сухожилий, связок, мягких тканей, костей и хрящей. Wei et al. [14] обнаружили, что амниотические мезенхимные клетки человека с коллагеновым каркасом, помещенные в дефекты суставного хряща крысы, претерпевали морфологические изменения и приводили к отложению коллагена типа II после индукции хондрогенеза с помощью BMP-2.В другой модели на крысах Nogami et al. [15] изучали использование нового каркаса на основе внеклеточного матрикса (ЕСМ), полученного из амниотических мезенхимальных клеток, покрытого сополимерно-гликолевой кислотой (PLGA), для облегчения восстановления хряща. Каркасы ECM-PLGA помещали в костно-хрящевые дефекты в трохлеарной борозде коленей крысы и исследовали гистологически. Авторы обнаружили, что пациенты, получавшие этот каркас, продемонстрировали повышенную экспрессию мРНК коллагена II типа и индуцировали постепенную регенерацию тканей, что привело к лучшему восстановлению гиалинового хряща по сравнению с контролем.

На кроличьей модели дефектов медиального сустава бедра исследователи обнаружили, что применение бесклеточной амниотической мембраны человека для устранения дефектов значительно улучшило гистологическую градацию по сравнению с контролем, которая включала измерения хряща, целостности поверхности и анализ типов клеток [16 •] . В другом исследовании на модели кролика авторы использовали бесклеточный AM человека для нагрузки мезенхимальных стволовых клеток костного мозга (BM-MSC) на очаговые дефекты суставного хряща мыщелка бедренной кости диаметром 4 мм [17].Эту группу сравнивали с дефектами суставного хряща, обработанными только AM, и контрольной группой. Через 8 и 12 недель после операции гистологическое исследование кроликов, получавших BM-MSC + AM, содержало плотные хрящеподобные клетки, которые имели положительную окраску на коллаген типа II, которые не присутствовали в контроле или у кроликов, получавших только AM. Это предполагает необходимость дальнейших исследований по объединению различных ортобиологических препаратов для получения максимальной клинической пользы.

Недавно Tang et al. [18] исследовали влияние бесклеточной амниотической мембраны человека на костную регенерацию дефектов бедренной кости с использованием модели крыс Sprague-Dawley.Человеческие амниотические оболочки собирали и обрабатывали во время родов. Затем их вводили в стромальные клетки костного мозга (BMSC), с последующим анализом, демонстрирующим значительную пролиферацию и остеогенную дифференцировку BMSC. Были созданы двусторонние дефекты бедренной кости, при этом один дефект был покрыт амниотической оболочкой, а другой оставался открытым. Образцы собирали через 15 и 30 дней для гистологического анализа и ПЦР. Они обнаружили, что дефекты увеличения амниотической мембраны значительно улучшили регенерацию кости с ассоциированной активацией экспрессии гена CXC Chemokine Receptor 4 (CXCR-4), моноцитарного хемоаттрактантного белка-1 (MCP-1) и катепсина K (CatK), все это индуцировало рекрутирование клеток и ремоделирование костей.

Отсутствуют клинические испытания, изучающие влияние продуктов амниотического происхождения на пациентов с дефектами суставного хряща. В единственном идентифицированном исследовании на людях Андерсон и Суэйзи изучали использование амниотического аллотрансплантата человека во время артроскопии голеностопного сустава и микропереломов у пациентов с рассекающим остеохондритом таранной кости размером менее 2 см ² [19]. В исследование был включен 101 пациент, 54 из которых перенесли аугментацию суспензионным аллотрансплантатом AM на основании предпочтений хирурга; пациенты не были скрыты от своего лечения.Они обнаружили, что по сравнению с контрольной группой у тех, кто лечился AM, наблюдалось большее улучшение показателей боли по ВАШ через 24 месяца по сравнению с контрольной группой. Кроме того, оценки Американского колледжа хирургов стопы и голеностопного сустава (ACFAS) были выше в группе трансплантатов через 3 месяца ( p <0,001), 12 месяцев ( p <0,001) и 24 месяца ( p < 0,001) послеоперационный.

Исследования остеоартрита

Остеоартрит (ОА) возникает в результате постепенной механической дегенерации суставного хряща и является основной причиной хронической инвалидности в США [20–22].Повышенные концентрации некоторых цитокинов синовиальной жидкости и их проводящих путей, включая IL-1α, IL-1β, IL-18, TNF-α и комплемент, были связаны с ухудшением тяжести ОА [23, 24]. Эти цитокины и простагландины играют важную роль, поскольку они увеличивают продукцию матриксных металлопротеиназ хондроцитами, которые способствуют процессу ремоделирования и способствуют деградации хряща. По мере того, как наше понимание патофизиологии ОА расширяется, растет интерес к терапевтическому использованию AM из-за его клеточных свойств.AM содержит множество противовоспалительных и антифибротических соединений, таких как антагонист рецептора интерлейкина 1 (IL-1RA) и IL-10, которые могут препятствовать прогрессированию и подавлять образование воспаления, ослабляя дегенерацию суставного хряща. Кроме того, AM способствует экспрессии ТИМП, ингибитора матриксной металлопротеиназы [11]. Матричные металлопротеазы представляют собой подтип эндопротеаз, которые разрушают различные субстраты, такие как протеогликаны и коллагены. Ингибирование этого пути с помощью ТИМП может предотвратить деградацию хряща.Благодаря всем этим свойствам AM может стать вариантом лечения остеоартрита.

Willett и его коллеги исследовали использование инъекционной формы обезвоженной амниотической / хорионической мембраны человека (dHACM) для лечения ОА у крыс [25]. Композицию получают путем девитализации и обезвоживания донорской плацентарной ткани, которая сохраняет эпителиальный и хорионный слои, а также тромбоцитарный фактор роста, фактор роста фибробластов, TGF-β и TIMP. Крысам выполняли рассечение медиального мениска для индукции ОА и после операции вводили dHACM или физиологический раствор.На 21 день не было различий в уровнях синовиальных цитокинов, и большинство исследованных цитокинов были ниже предела обнаружения. Однако равновесное разделение ионного контрастного вещества микро-КТ (EPIC-μCT), подтвержденного метода оценки дегенерации хряща, продемонстрировало, что пациенты, получавшие dHACM, показали более низкое ослабление хряща, что указывает на более высокое содержание протеогликана на медиальном плато большеберцовой кости по сравнению с контрольной группой. . В контроле также наблюдалось статистически значимое увеличение количества эрозий хряща (в среднем 2.8 ± 0,2) и высыпаний (2,4 ± 0,4) по сравнению с опытной группой (1,2 ± 0,37 эрозии, без высыпаний). Авторы пришли к выводу, что внутрисуставная инъекция dHACM может иметь терапевтический эффект на развитие ОА.

В другом исследовании на крысах с ОА, индуцированным через рассечение медиального мениска, авторы оценили, может ли внутрисуставная инъекция частиц амниотической мембраны и матрикса пуповины (AM / UC) замедлить прогрессирование ОА [26]. Через две недели после менискэктомии крысы получали инъекцию 50 мкг / мкл AM / UC, инъекцию 100 мкг / мкл AM / UC или инъекцию физиологического раствора.EPIC-μCT через 1 неделю показал общее ослабление разрушения хряща и увеличение объема и толщины хряща в обеих группах, получавших AM / UC, по сравнению с группой, получавшей физиологический раствор. Эта разница сохранялась только для группы с более высокими дозами AM / UC через 4 недели. Кроме того, гистологический анализ с использованием гистологических оценок Международного общества исследования остеоартрита (OARSI) продемонстрировал аналогичные результаты. Баллы OARSI через 1 неделю показали значительно меньшую дегенерацию хряща, кальцинированный хрящ и повреждение субхондральной кости для обеих введенных доз AM / UC по сравнению с контролем, тогда как только группа, получавшая более высокую дозу, показала значительные различия через 4 недели.

В недавнем исследовании на кроликах изучалось использование внутрисуставных инъекций липофилизированного AM для лечения ОА [27 •]. ОА был индуцирован инъекцией коллагеназы, и после того, как ОА был установлен, субъектам вводили состав AM в одно колено и физиологический раствор в противоположное колено. Значительные различия были отмечены через 3 и 6 недель, поскольку у тех, кому вводили липофилизированный AM, наблюдались кластеры клеток без нарушения целостности суставного хряща, в то время как в контрольных коленях наблюдались более выраженные фибрилляции, эрозии, трещины и меньшее окрашивание матрикса на основе подтвержденных оценок для морфологического и гистологического анализа. .Неопубликованные данные лечения аллотрансплантатом амниотической суспензии (ASA) на модели ОА у крыс (лечение йодацетатом натрия [MIA]) показали, что лечение ASA в течение 7 дней привело к улучшению болевых порогов и уменьшению отека и отвращения к весу по сравнению с физиологическим раствором и триамцинолон для инъекций. Кроме того, у группы, получавшей инъекцию ASA, были повышенные уровни IL-10 по сравнению с контрольной группой.

Опубликованы только два исследования на людях по использованию амниотических мембран для лечения остеоартрита.Они были выполнены с использованием криогенно-консервированного аллотрансплантата человеческой амниотической суспензии, содержащего человеческую амниотическую мембрану и клетки, полученные из амниотической жидкости человека [28]. Первое открытое проспективное пилотное исследование осуществимости было выполнено на шести пациентах с ОА коленного сустава 3 и 4 степени по Келлгрену-Лоуренсу с периодом наблюдения в течение 1 года. Авторы отметили отсутствие реакций в месте инъекции и никаких значительных изменений лейкоцитов в сыворотке, гематокрита, тромбоцитов, скорости оседания эритроцитов или С-реактивного белка.Через 1 год наблюдения наблюдалось среднее увеличение показателей исходов, о которых сообщали пациенты, включая оценку исходов травм коленного сустава и остеоартрита (KOOS) (с 43,4 до 70,2), шкалу Международного комитета по документации коленного сустава (IKDC) (с 41,7 до 63,4), и единая оценка числовой оценки (SANE) балл (от 51,3 до 85,8). Однако статистический анализ не проводился из-за ограниченного размера выборки, группы сравнения не было, а период наблюдения был ограничен 1 годом. Следовательно, из этих показателей результатов нельзя сделать никаких значимых выводов.

Второе исследование на людях было рандомизированным контрольным исследованием с 200 пациентами с остеоартритом 2–3 степени по KL, которые были рандомизированы на солевой раствор ( n = 68), гиалуроновую кислоту (HA ( n = 64)) или ASA. ) ( n = 68) инъекций. Показатели исхода, включая результаты, сообщаемые пациентами, и неприемлемые уровни боли оценивались через 3 и 6 месяцев после инъекции. Что касается показателей результатов, сообщаемых пациентами, у тех, кто получил инъекцию ASA, были значительно большие отклонения по шкале ВАШ, подшкале боли KOOS и подшкале повседневной жизни по шкале KOOS по сравнению с HA через 3 месяца и HA и физиологическим раствором через 6 месяцев.Кроме того, через 3 месяца у тех, кто получил инъекцию ASA, уровень неприемлемой боли был ниже (13,2%) по сравнению с HA (68,8%) и физиологическим раствором (75%). Это рандомизированное контрольное исследование предполагает, что ASA может быть полезным при безоперационном лечении остеоартрита. В будущем необходимы дополнительные рандомизированные исследования для дальнейшего понимания клинического использования амниотической ткани при ОА [29 ••].

Исследования травм сухожилий и тендинопатии

В нескольких исследованиях изучалось использование амниотических мембран в качестве вспомогательного средства при восстановлении сухожилий.В модели восстановления ахиллова сухожилия на крысах увеличение восстановления с помощью DHAM показало 0% повторного разрыва через 28 дней по сравнению с 20% в контроле. Те, к которым добавлялся DHAM, показали повышенную миграцию клеток к участкам восстановления и улучшенную организацию волокон сухожилий [30]. Demirkan et al. [31] сравнивали адгезию сухожилий на модели курицы, имитирующей повреждение сухожилия сгибателя зоны II. Восстановление после этих травм часто осложняется перитендинными спайками, которые приводят к ограниченному скольжению сухожилий и ограниченному диапазону движений.Они обнаружили, что нанесение амниотической мембраны на участки восстановления предотвращает адгезию сухожилий к окружающим тканям через 12 недель по сравнению с удалением и восстановлением только оболочки. Точно так же AM уменьшала тяжесть образования перитэндонической адгезии макроскопически и гистологически и приводила к большему активному и пассивному диапазону движений в аналогичной модели цыпленка [32]. Эти различия были более выражены при добавлении гиалуроновой кислоты для защиты от разрушения AM.

Используя модель крыс Sprague-Dawley, Kueckelhaus et al.[23] исследовали эффективность раствора клеточных цитокинов амниона (ACCS), полученного из мультипотентных клеток-предшественников амниона плаценты в геле карбоксиметилцеллюлозы (КМЦ) при заживлении разрывов ахиллова сухожилия. Сухожилия были разорваны и восстановлены в контрольной группе с использованием только шва Кесслера или в экспериментальной группе с ACCS при восстановлении швов Кесслера с усилением CMC. Механический и иммуногистохимический анализ проводился на сухожилиях, взятых через 1, 2, 4, 6 и 8 недель после операции.Они обнаружили, что в первые 2 и 4 недели усиленный ремонт имел более высокий предел прочности на разрыв, предел прочности на разрыв и предел текучести, что свидетельствует о положительном влиянии ACCS на раннее заживление. Однако через 8 недель после ремонта в контрольных группах значительно улучшилась прочность на растяжение и нагрузка до отказа по сравнению с группой, получавшей ACCS, что ставит под сомнение долгосрочные преимущества ACCS в увеличении CMC.

В 2013 году Lange-Consiglio et al. [24, 33] использовали модель лошади в двух испытаниях для оценки эффективности увеличения мезенхимальных стволовых клеток (AMSC), полученных из амниотической мембраны лошади, при повреждениях сухожилий и связок лошади.В первом испытании сравнивали эффективность инъекций AMSC под контролем УЗИ с BM-MSC во время травмы и наблюдали за лошадьми клинически в течение 2 лет. Они обнаружили, что по сравнению с BM-MSC травмы, обработанные AMSC, имели значительно меньшую частоту повторных травм (4% против 23%) и более быстрое возвращение к активности через 4–5 месяцев против 4–12 месяцев). В последующем исследовании они снова выявили улучшение показателей повторных травм и возвращение к активности без побочных эффектов, что свидетельствует об эффективности AMSC при лечении повреждений сухожилий и связок.

В пилотном исследовании десяти пациентов с различными травмами нижних конечностей (включая тендинит задней большеберцовой кости, тендинит малоберцовой кости, тендинит передней большеберцовой кости, травмы разгибателей стопы и подошвенной мускулатуры, а также тендинит ахиллова сухожилия) Lullove et al. [34] протестировали имеющийся в продаже аллотрансплантат текучего тканевого матрикса, полученный из соединительной ткани плаценты человека (PX50, Human Regenerative Technologies), на серии случаев из 10 пациентов. Примечательно, что это расследование не включало подробного описания состава продукта.Результаты продемонстрировали преимущество PX50: восемь из десяти участников сообщили об отсутствии боли по визуальной аналоговой шкале через 4 недели после инъекции, а все пациенты сообщили об отсутствии боли через 5 недель. Эти результаты ограничены небольшим количеством пациентов от одного врача, неоднородностью патологии и отсутствием контрольной группы, проходящей стандартное лечение для сравнения.

Также изучалось влияние продуктов, полученных из околоплодных вод, на другие сухожилия. Недавнее контролируемое многоцентровое исследование исходов сухожилий сгибателей зоны II у людей было проведено с использованием амниотической мембраны в качестве биологического барьера для охвата сухожилий сгибателей после первичной репарации [35].Результаты показали значительное увеличение проксимального межфалангового (PIP) и дистального межфалангового (DIP) диапазона движений и повышение показателей функциональных баллов «от отличного до хорошего» в группе AM по сравнению с контролем ( p <0,01) со средним значением 140,8 ° по сравнению с 123 ° и 84% против 43% на основе классификации Стрикленда и Глоговаца. Также были более высокие показатели общих осложнений в контрольной группе ( p = 0,007), которые включали повторный разрыв, эритему, зуд и экссудат, что привело авторов к выводу, что AM является безопасным и эффективным рассасывающимся материалом, который снижает образование адгезии.

Исследования подошвенного фасциита

Есть несколько клинических испытаний, изучающих влияние продуктов амниотического происхождения на лечение подошвенного фасцита. Хансельман и его коллеги провели рандомизированное контролируемое двойное слепое пилотное исследование по сравнению криоконсервированной амниотической мембраны человека (c-hAM) с инъекцией кортикостероидов для лечения подошвенного фасциита [36]. Пациенты получали инъекцию в начале и предлагали повторную инъекцию того же препарата при их первом 6-недельном наблюдении.Двадцать три пациента находились под наблюдением в течение 18 недель, которое включало шкалу боли по ВАШ и опросник состояния здоровья стопы (FHSQ), проверенный инструмент, который оценивает боль и функцию стопы, физическую активность и общее состояние здоровья. Они не обнаружили значительных различий между группами у пациентов, получавших одну инъекцию, а у пациентов, получивших 2 инъекции, наблюдалось большее улучшение показателей боли в стопе по шкале FHSQ у пациентов, получавших c-hAM, по сравнению с контрольной группой (66,3 против 32,5, соответственно; p = 0.011). Однако группа кортикостероидов показала значительно лучшую посадку обуви ( p = 0,024) и общее состояние здоровья ( p = 0,013) через 6 недель и лучшее субъективное улучшение через 12 недель ( p = 0,041) по сравнению с c-hAM.

В другом проспективном рандомизированном клиническом исследовании 45 пациентов авторы сравнили инъекции физиологического раствора (контроль) с инъекциями 0,5 и 1,25 куб. См mDHACM при подошвенном фасциите [37]. Через 8 недель наблюдения по шкале Американского общества ортопедов стопы и голеностопного сустава (AOFAS) показатели задней части стопы увеличились для тех, кто получал mDHACM (среднее улучшение по шкале AOFAS Hindfoot на 12.9 ± 16,9 балла для контроля по сравнению с 51,6 ± 10,1 и 53,3 ± 9,4 для 0,5 см и 1,25 см мДГАКМ, соответственно, оба p <0,001). Размеры выборки и последующее наблюдение за этими исследованиями ограничены, и результаты следует интерпретировать с осторожностью. Однако ни в одном из исследований не было замечено никаких неблагоприятных исходов, и они представляют ранние доказательства того, что продукты, полученные из околоплодных вод, могут быть полезными при лечении этого сложного состояния.

Заключение

Амниотические продукты были хорошо изучены для различных условий на животных моделях, и многие из этих исследований продемонстрировали превосходные лечебные и регенеративные эффекты.Учитывая различия в составе и содержании продуктов, полученных из околоплодных вод, очень важно понимать и сообщать об этих особенностях в исследованиях на животных и клинических испытаниях. Однако клинические испытания остаются крайне ограниченными как для лечения остеоартрита, так и для других ортопедических патологий. Дальнейшие исследования, включая крупные рандомизированные клинические испытания, необходимы для подтверждения предварительных результатов на животных моделях.

Соблюдение этических стандартов

Хейли П. Хаддлстон, Мэтью Кон, Эрик Хауншильд и Стефани Э.Вонг заявляет об отсутствии конфликта интересов.

Джек Фарр сообщает о поддержке исследований со стороны Active Implants, Arthrex, Inc., Episurf, Fidia Pharma, JRF Ortho, Moximed, Inc., Novartis, Inc., Organogenesis, Samumed, Vericel и ZimmerBiomet; оплачиваемый консультант Aesculap / B.Braun, Arthrex, Inc., Cartiheal, Cook Biotech, Inc., Exactech, Moximed, Inc., Organogenesis, Regentis, Samumed, Inc., Vericel и ZKR Orthopaedics, Inc.; роялти от Arthrex, Inc., Biopoly, LLC, Organogenesis, Springer и Thieme Medical Publishers, Inc.; акции / опционы на акции MedShape, Inc. и Ortho Regenerative Tech, Inc.; и назначения редакционной коллегии Американского журнала ортопедии и хрящей помимо представленных работ.

Адам Б. Янке сообщает о поддержке исследований со стороны компаний Arthrex, Inc., Organogenesis и Vericel; и оплачиваемый консультант JRF Ortho, Olympus, Patient IQ, Smith & Nephew и Sparta Biomedical.

Все описанные исследования / эксперименты с участием людей или животных, выполненные авторами, были ранее опубликованы и соответствовали всем применимым этическим стандартам (включая Хельсинкскую декларацию и поправки к ней, стандарты институционального / национального исследовательского комитета, и международные / национальные / институциональные руководящие принципы).

Сноски

Эта статья является частью тематического сборника по стволовым клеткам в ортопедической хирургии

Примечание издателя

Springer Nature сохраняет нейтралитет в отношении юрисдикционных претензий в опубликованных картах и ​​филиалах организаций.

Ссылки

Недавно опубликованные статьи, представляющие особый интерес, были отмечены как: • Важные • Важные

29. •• Фарр Дж., Гомолл А.Х., Янке А.Б., Штраус Э.Дж., Моури К.С., Исследовательская группа ASA. Рандомизированное контролируемое простое слепое исследование, демонстрирующее превосходство инъекции аллотрансплантата амниотической суспензии над контролем гиалуроновой кислоты и физиологического раствора для модификации симптомов остеоартрита коленного сустава. J хирургия коленного сустава. 2019. 10.1055 / s-0039-1696672 В этом одинарном слепом рандомизированном контрольном исследовании изучалось влияние инъекций амниотической суспензии у пациентов с остеоартритом коленного сустава и было обнаружено, что пациенты, которые прошли это лечение, значительно улучшили результаты лечения и боль по сравнению с теми, кто перенесла инъекцию физиологического раствора или гиалуроновой кислоты.

Аллотрансплантат амниотической суспензии модулирует воспаление в модели остеоартрита с болью у крыс

Присоединяйтесь к нашей программе лечения тканей человека.Присоединяйся сейчас

Авторизоваться Зарегистрироваться

Создайте свою учетную запись на портале заказа услуг Russell Health

Главная страница / Исследования / Аллотрансплантат амниотической суспензии модулирует воспаление в модели остеоартрита у крыс

Амниотическая суспензия аллотрансплантата модулирует воспаление в модели остеоартрита у крыс

Автор: Russell Health, Inc.

Organogenesis Inc., Бирмингем, Алабама. Киммерлинг, Келли и др. al

Хирургическое применение амниотической ткани в ортопедической хирургии

Трансплантация амниотической мембраны как дополнение к медикаментозной терапии острых ожогов глаз

Амниотическая мембрана: новый материал для регенерации и ремонта

Инновационное средство от выпадения волос с использованием околоплодных вод

Тканевая терапия человека

Бесклеточные тканевые аллотрансплантаты с минимальными манипуляциями используются для лечения широкого спектра заболеваний и, как было показано, помогают организму повысить его способность к самовосстановлению.